Não categorizado

Fluxo estratificado

No fluxo de fluido bifásico, a força gravitacional desempenha um papel muito importante , porque o fluido com menor densidade (por exemplo, gás) está sempre acima do fluido com maior densidade. Fluxos estratificados são muito comuns na natureza , por exemplo, no oceano e na atmosfera. Nos fluxos internos, o fluxo estratificado ocorre em baixas velocidades de líquido e gás . À medida que a velocidade do gás aumenta, a interface horizontal fica mais perturbada e as ondas podem ser formadas. Esse regime de fluxo é conhecido como fluxo estratificado-ondulado .

Fluxo de Névoa – Tubos Verticais

O fluxo de névoa é um regime de fluxo de fluxo gás-líquido bifásico . Ocorre em vazões muito altas e com uma qualidade de vazão muito alta . Isso faz com que o filme líquido que flui na parede do canal seja diluído pelo cisalhamento do núcleo de gás na interface até que se torne instável e destruído. O núcleo de fluxo no fluxo de névoa arrasta todo o líquido como gotículas na fase gasosa. As gotas podem molhar a parede do tubo, mas isso ocorre de forma intermitente e apenas localmente . No canal aquecido, a presença do regime de fluxo de névoa é acompanhada de temperaturas da parede significativamente mais altas e alta flutuação das temperaturas da parede.

Fluxo de Névoa – Tubos Horizontais

O fluxo de névoa é um regime de fluxo de fluxo gás-líquido bifásico. Ocorre em vazões muito altas e com uma qualidade de vazão muito alta. Isso faz com que o filme líquido que flui na parede do canal seja diluído pelo cisalhamento do núcleo de gás na interface até que se torne instável e destruído. O núcleo de fluxo no fluxo de névoa arrasta todo o líquido como gotículas na fase gasosa. As gotas podem molhar a parede do tubo, mas isso ocorre de forma intermitente e apenas localmente. No canal aquecido, a presença do regime de fluxo de névoa é acompanhada de temperaturas da parede significativamente mais altas e alta flutuação das temperaturas da parede.

Fluxo Anular – Tubos Verticais

O fluxo anular é um regime de fluxo de fluxo gás-líquido bifásico. É caracterizada pela presença de um filme líquido que flui na parede do canal (formando um anel anular de líquido) enquanto o gás flui como uma fase contínua no centro do tubo . O núcleo de fluxo pode conter gotículas de líquido arrastadas. A velocidade do núcleo de gás é muito grande e é grande o suficiente para causar ondas e ondulações de alta frequência na interface. Esse regime de fluxo é particularmente estável e é desejado o regime de fluxo para fluxo de fluido bifásico de alta velocidade e alta qualidade .

Os fluxos anulares adiabáticos (sem troca de calor) e os fluxos anulares diabéticos (com troca de calor) ocorrem em aplicações industriais:

• em geradores de vapor
• condensadores
• reatores de água fervente – BWR
• durante acidentes em PWRs

No caso de BWR , no qual ocorre uma transição de fase (evaporação), o conhecimento detalhado desse regime de fluxo é de grande importância. Em determinadas combinações de taxa de fluxo através de um canal, pressão, qualidade de fluxo e taxa de calor linear, o filme líquido da parede pode esgotar-se e a parede pode ser seca . Esse fenômeno é geralmente conhecido como “seca” . A secagem é acompanhada por um rápido aumento da temperatura da parede e é importante para a segurança dos BWRs.

Churn Flow – Tubos Verticais

O fluxo de rotatividade , também conhecido como fluxo de espuma, é um fluxo altamente perturbado do fluxo de fluido bifásico . O aumento da velocidade de um fluxo de lesma faz com que a estrutura do fluxo se torne instável . O fluxo de rotatividade é caracterizado pela presença de um filme líquido muito espesso e instável , com o líquido frequentemente oscilando para cima e para baixo . Devido às suas propriedades quase caóticas , é um dos regimes de fluxo gás-líquido menos compreendidos.

Um exemplo típico de fluxo de rotatividade é o fluxo de ebulição em reatores nucleares durante acidentes. Especialmente em muitos cenários de acidentes, a ebulição pode levar a uma fração de alto vazio, incluindo fluxo turbulento e agitado . Sua estrutura de fluxo e mudanças de pressão induzidas podem ter um forte impacto na segurança.

Slug Flow – Tubos Verticais

O aumento da fração de vazios  no fluxo borbulhante causa aglomeração de bolhas em plugues e lesmas maiores . Essas lesmas são similares em dimensão ao diâmetro do tubo. Essas lesmas viajam a uma velocidade que é uma fração substancial da velocidade do gás e ocorrem intermitentemente. Como essas grandes lesmas de gás são separadas umas das outras por lesmas de líquido, elas causam grandes flutuações na pressão e na vazão do líquido . Em alguns casos, um fluxo descendente pode ser observado próximo à parede do tubo, mesmo que o fluxo líquido de fluido seja ascendente. Isso é causado pela força gravitacional .

Fluxo de bujão e fluxo de lesma – tubos horizontais

Aumentando ainda mais as causas da velocidade do gás, as ondas atingem o topo do tubo . Quer o fluxo seja de fluxo de bujão ou de lesma, depende especialmente da fração de vazio que causa a aglomeração de bolhas em bujões e lesmas maiores. No fluxo do bujão, os diâmetros das bolhas são menores que o tubo. As lesmas são de dimensão semelhante ao diâmetro do tubo. As lesmas viajam a uma velocidade que é uma fração substancial da velocidade do gás e ocorrem intermitentemente. Como essas grandes lesmas de gás são separadas umas das outras por lesmas de líquido, elas causam grandes flutuações na pressão e na vazão do líquido .

Bubbly Flow – Tubos verticais

No fluxo borbulhante, a taxa de fluxo do líquido é alta o suficiente para quebrar o gás em bolhas, mas não é alta o suficiente para fazer com que as bolhas se misturem bem na fase líquida. As bolhas variam muito em tamanho e forma , mas geralmente são quase esféricas e muito menores que o diâmetro do tubo.

Veja também: Fluxo de fluido bifásico

Fluxo borbulhante – tubos horizontais

Em contraste com o fluxo borbulhante no canal vertical, o fluxo borbulhante no canal horizontal é fortemente influenciado pela força gravitacional . Devido à flutuabilidade , as bolhas são dispersas no líquido com uma concentração mais alta na metade superior do canal. Esse regime geralmente ocorre em taxas de fluxo mais altas , porque a taxas de fluxo mais baixas a força gravitacional tende a drenar o anel líquido em direção à parte inferior do canal, resultando em fluxo estratificado .

Taxa de escorregamento – Taxa de velocidade

No fluxo de fluido bifásico , é conveniente usar a taxa de escorregamento . A taxa de escorregamento (ou taxa de velocidade ) no fluxo bifásico é definida como a razão da velocidade da fase de vapor para a velocidade da fase líquida. A taxa de escorregamento em um fluxo de fluido bifásico é definida como:

No modelo de equilíbrio homogêneo (HEM) do fluxo bifásico, a taxa de escorregamento é, por definição, assumida como sendo unidade (não há escorregamento). No entanto, a maioria dos fluxos bifásicos industriais tem velocidade diferente das fases gasosa e líquida, podendo diferir significativamente. Os modelos que explicam a existência do escorregamento são chamados de modelos de fluxo separados .