Método para la simulación del flujo de fluido de múltiples fases en tuberías.

Un método implementado por ordenador para la determinación de los parámetros de flujo de un flujo de múltiples fases en una tubería,

donde el flujo de múltiples fases comprende una pluralidad de fases de fluido continuas estratificadas separadas por interfases a gran escala, en donde el método comprende:

a) proporcionar los valores de entrada estimados o medidos que describen el diámetro de la tubería y el ángulo de inclinación de la tubería con relación al plano horizontal,

b) proporcionar los valores de entrada estimados o medidos que describen el gradiente de presión axial y la geometría de flujo del flujo de múltiples fases, donde los valores de entrada estimados o medidos de la geometría del flujo comprenden al menos las posiciones de las interfases a gran escala que separan las fases de fluido continuas,

c) emplear un modelo numérico basado en ecuaciones de transporte formuladas Eulerianas del flujo de múltiples fases sobre una sección transversal vertical de la tubería, y

d) resolver el modelo numérico con el conjunto de valores de entrada de la etapa a) y b) para determinar uno o más de los parámetros de flujo del flujo de múltiples fases seleccionados de la lista que comprende; los perfiles de velocidades de fase y campo, los perfiles de fracciones de volumen de fase y campo, los perfiles de campo del tamaño de las gotitas y burbujas, y las velocidades superficiales de fase y campo, en donde el método comprende además:

• dividir el área de sección transversal de la tubería en un número de n cortes orientados horizontalmente discretos definiendo un conjunto de n - 1 líneas de rejilla paralelas orientadas horizontalmente separadas una distancia vertical entre sí, donde n es un entero de 2 a 1000,

• definir la posición de la línea de rejilla que yace más cercana de cada una de las interfases a gran escala para que sea la misma que la posición de la interfase a gran escala respectiva,

• definir, para cada uno de los cortes n, un conjunto de ecuaciones de transporte formuladas Eulerianas de dos dimensiones promediadas en conjunto para la conservación de masa, momento, campos de turbulencia, energía, y tamaño de las fases de campo dispersas para la fase continua y cada campo disperso en la fase continua del enésimo corte,

• promediar las ecuaciones de transporte formuladas Eulerianas de dos dimensiones para cada uno de los cortes n en la dirección horizontal sobre el ancho del enésimo corte para proporcionar ecuaciones de transporte formuladas Eulerianas de una dimensión para cada uno de los cortes n, y

• cerrar las ecuaciones de transporte formuladas Eulerianas de una dimensión acoplando los valores de campo para cada uno de los cortes n con las condiciones de límite de la pared de la tubería y el valor de campo correspondiente del corte vecino, determinar, para cada una de las interfases a gran escala, los flujos de masa, momento y energía a través de la interfase a gran escala empleando funciones de pared y relacionando estos flujos con los valores de campo de los cortes en ambos lados de la interfase a gran escala, y emplear las fracciones de volumen de fase dispersa y la concentración de las fases dispersas como condiciones de límite en la interfase a gran escala.