Caída de presión – Modelo de flujo homogéneo
El enfoque más simple para la predicción de flujos de dos fases es tratar todo el flujo de dos fases como si fuera todo líquido , excepto el flujo a la velocidad de la mezcla de dos fases . Las caídas de presión en dos fases para flujos dentro de tuberías y canales son la suma de tres contribuciones:
- la caída de presión estática ∆p estática( altura de elevación )
- la caída de presión de impulso ∆p mamá ( aceleración de fluido )
- la caída de presión por fricción ∆p frict
La caída de presión total del flujo de dos fases es entonces:
∆p total = ∆p estática + ∆p mamá + ∆p frict
Las caídas de presión estática y de momento pueden calcularse de manera similar al caso del flujo monofásico y utilizando la densidad de mezcla homogénea :
El término más problemático es la caída de presión por fricción ∆p frict , que se basa en la caída de presión monofásica que se multiplica por el factor de corrección de dos fases ( multiplicador de fricción homogéneo – Φ lo 2 ). Con este enfoque, el componente de fricción de la caída de presión en dos fases es:
donde (dP / dz) 2f es el gradiente de presión de fricción del flujo bifásico y (dP / dz) 1f es el gradiente de presión de fricción si todo el flujo (del flujo de masa total G) fluye como líquido en el canal ( presión monofásica estándar soltar ) El término Φ lo 2 es el multiplicador de fricción homogéneo , que puede derivarse de acuerdo con varios métodos. Uno de los posibles multiplicadores es igual a Φ lo 2 = (1 + x g (ρ l / ρ g – 1)) y por lo tanto:
Como se puede ver, este modelo simple sugiere que las pérdidas por fricción de dos fases son, en cualquier caso, mayores que las pérdidas por fricción de una fase. El multiplicador de fricción homogéneo aumenta rápidamente con la calidad del flujo .
Las calidades de flujo típicas en generadores de vapor y núcleos BWR son del orden del 10 al 20%. La pérdida por fricción de dos fases correspondiente sería entonces 2 – 4 veces mayor que en un sistema monofásico equivalente.
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