Pag. 8

Fisicamente, para a condição anti-derrapante, como ambas as fases travei com a mesma velocidade, o assalto líquido é simplesmente igual à razão da taxa de fluxo volumétrico de líquido à taxa de fluxo volumétrico total, o que é o anti-derrapante holdup líquido (Eq. 1.6). Sem-slip condição ocorre, por exemplo, no fluxo homogêneo ou fluxo disperso-bolha, com altas taxas de fluxo de gás-líquido e baixos. Sob esta condição de escoamento, a fase gasosa é dispersa como pequenas bolhas numa fase líquida contínua. Devido à elevada taxa de fluxo de líquido, as bolhas de gás são efectuadas pela fase líquida com a mesma velocidade, resultando no o escorregamento de zero. Assim, para esta condição de fluxo, o líquido holdup in situ é igual ao líquido holdup anti-derrapante (isto é, HL = al).

Normalmente, no entanto, o gás e o líquido não se deslocam com a mesma velocidade, e o escorregamento ocorre entre as duas fases. As fases de gás se move a uma velocidade maior do que a da fase líquida por causa do empuxo e forças de atrito mais baixas. De consideração continuidade, se a fase gasosa move-se mais depressa do que a da fase líquida, tal como mostrado na Fig. 1.3 Parte b, a área da secção transversal da fase gasosa, enquanto reduz a área da secção transversal dos aumentos em fase líquida. Isto resulta em acumulação de líquido no tubo e o líquido holdup in situ sendo maior do que o líquido de assalto anti-derrapante.

Este não é um fenômeno região de entrada, ao contrário do que pode estar implícita a partir da Fig. 1.3 Parte b. Ela ocorre em qualquer local ao longo do tubo. Um exemplo para este caso é o fluxo de bolha em tubos verticais, a taxas líquida de baixo fluxo. Sob esta condição de escoamento, por causa do empuxo, a fase gasosa move-se mais depressa do que a fase líquida, ou desliza através dele, em uma velocidade v0 chamado o bubble- swarm- velocidade de subida. Isso resulta em assalto líquido sendo maior do que o líquido holdup no-slip, ou seja, HL> AV

Há uma exceção para o fenômeno derrapagem. Para fluxo descendente, sob a condição de baixa muito taxa de fluxo de gás, a fase líquida pode-se mover mais rápido do que o de fase gasosa, devido à gravidade. Para este caso, o assalto de líquido é menor do que o líquido de holdup anti-derrapante, a saber, HL <AV.

1.5 – Definições do padrão de escoamento e classificações

A diferença fundamental entre o fluxo de fase única e de fluxo de duas fases gás-líquido, é a existência dos padrões de fluxo ou regimes de escoamento do fluxo de duas fases. O padrão de fluxo termo refere-se à configuração geométrica do gás e as fases líquidas no tubo. Quando o gás e fluxo de líquido ao mesmo tempo em um tubo, as duas fases podem distribuir-se em uma variedade de configurações de fluxo. As configurações de fluxo diferentes umas das outras na distribuição espacial da interface, o que resulta em características de fluxo diferentes, tais como a velocidade e distribuições holdup.

Determinação dos padrões de fluxo é um problema central na análise de fluxo de duas fases. De fato todas as variáveis de prejeto do fluxo são fortemente dependentes do padrão de fluxo existente. As variáveis de projeto são o gradiente de pressão, parada líquido, coeficientes de

calor e de transferência de massa, distribuição de tempo de residência, bem como taxa de reação química.

No passado, houve uma falta de acordo entre os investigadores escoamento bifásico sobre a definição e classificação de padrões de fluxo. Alguns pesquisadores detalhado como muitos padrões de fluxo quanto possível, enquanto outros tentam definir um conjunto de padrões mínimos de fluxo. A divergência foi principalmente como resultado da complexidade dos fenômenos de fluxo e o fato de que os padrões de fluxo foram geralmente determinado subjetivamente através de observações visuais.

Além disso, os padrões de fluxo são dependentes do ângulo de inclinação, e, geralmente, eles foram reportados para qualquer uma inclinação ou uma gama limitada de ângulos de inclinação. Nos últimos anos, tem havido uma tendência para definir um conjunto aceitável de padrões de fluxo. Por um lado, o conjunto deve ser mínima, mas, por outro lado, deve incluir definições aceitáveis com pequenas alterações. Além disso, deve aplicar-se a toda a gama de ângulos de inclinação.

Uma tentativa de definir um conjunto aceitável de padrões de fluxo foi feita por Shoham (1982). As definições são baseadas em dados experimentais adquiridas ao longo de toda a gama de ângulos de inclinação, ou seja, o fluxo horizontal, para cima e para baixo fluxo inclinado, e para cima e fluxo vertical descendente. As Figs. 1.4 e 1.5 mostram os padrões de fluxo existente em tubos horizontais e quase horizontal e em tubos verticais e inclinados acentuadamente, respectivamente. Seguem-se as definições e classificações dos padrões de fluxo.

1.5.1 Horizontal e Perto de - Fluxo Horizontal.

Fluxo estratificado (ST). Este padrão de escoamento ocorre a taxas de gás e líquido de fluxo relativamente baixas. As duas fases são separadas por gravidade, onde a fase líquida flui para o fundo do tubo e a fase gasosa na parte superior.

O padrão de escoamento estratificado é subdividido em estratificada - Smooth (SS), onde a interface gás-líquido é lisa, e estratificada-ondulado (SW), ocorrendo a taxas relativamente mais altas de gás, em que ondas estáveis formam na interface.

Intermitente de fluxo (1). Um fluxo intermitente é caracterizado por fluxo alternativo de líquido e gás. Plugues ou slugs de líquido, que enchem a área da secção transversal do tubo de todo, estão separados por bolhas de gás, que contêm uma camada estratificada líquido que flui ao longo da parte inferior do tubo. O mecanismo de fluxo é a de uma bala de líquido em movimento rápido substituindo a película de líquido em movimento lento à frente dela. O líquido no corpo espaçador pode ser arejada por pequenas bolhas, as quais são concentrados para a parte frontal do espaçador e na parte superior do tubo. O padrão intermitente de fluxo é dividido em padrões Slug (SL) e alongado-bolha (EB).

O comportamento de fluxo de Slug e padrões Alongadas-bolha, é a mesma no que diz respeito ao mecanismo de fluxo. O Alongadas - padrão da bolha é considerado o caso limite de fluxo de Slug, quando a bala líquido está livre de bolhas arrastadas. Isto ocorre a taxas de gás relativamente baixas quando o fluxo é mais calmo. As taxas mais elevadas de fluxo de gás,

onde o fluxo na parte da frente da bala seja sob a forma de um redemoinho com bolhas arrastadas (causada por pegar da película em movimento lento), o fluxo é designado como fluxo Slug.