Solução analítica de um escoamento bifásico intermitente horizontal gás-líquido em golfadas

Resumo

O escoamento gás-líquido intermitente em padrão golfada de líquido é composto por uma sucessão de bolhas de gás alongadas e pistões de líquido. Esta sequência de bolhas alongadas e pistões de líquido interage cinematicamente e dinamicamente à medida que viaja ao longo da tubulação. Estas interações é que produzem o caráter intermitente do escoamento, isto é, elas não são periódicas no tempo nem no espaço. Pretende-se neste trabalho apresentar uma solução analítica para um escoamento em padrão golfada, pois no modelo dinâmico, as bolhas e pistões são objetos computacionais definidos por volumes discretos que estão acoplados devido às trocas de massa e quantidade de movimento em cada célula unitária. Os parâmetros do escoamento são determinados por meio do fechamento de balanços integrais de massa em cada bolha e em cada pistão e de quantidade de movimento em cada pistão. Os pistões de líquido e as bolhas de gás são iniciados na entrada da tubulação. A propagação de cada pistão e cada bolha é seguida dinamicamente pelo modelo revelando como as estruturas de gás e líquido evoluem ao longo da linha. Assim, dada uma distribuição na entrada, o modelo é capaz de calcular as distribuições de comprimentos de bolhas e pistões em qualquer lugar do duto.