O que é fluxo de fluido monofásico ou multifásico – Definição

Fluxo de fluido monofásico vs multifásico

Fluxo de fluido monofásico

O estudo clássico da dinâmica de fluidos concentra-se no fluxo de uma única fase homogênea , por exemplo, água, ar, vapor. Todas as equações e relações de fluxo de fluido discutidas normalmente nesta seção são para o fluxo de uma única fase do fluido, seja líquido ou vapor.

Quando em certos locais importantes nos sistemas de fluxo de fluido ocorre o fluxo simultâneo de líquido e gás, o problema deve ser resolvido como fluxo de duas fases . As relações relativamente simples usadas para analisar o fluxo monofásico são insuficientes para analisar o fluxo bifásico.

Fluxo de fluido bifásico

Por definição, o fluxo multifásico é o fluxo interativo de duas ou mais fases distintas com interfaces comuns em, por exemplo, um conduíte. Cada fase, representando uma fração de volume (ou fração de massa) de matéria sólida, líquida ou gasosa, possui propriedades, velocidade e temperatura próprias .

Um fluxo multifásico pode ser fluxo simultâneo de:

• Materiais com diferentes estados ou fases (por exemplo, mistura água-vapor).
• Materiais com propriedades químicas diferentes, mas no mesmo estado ou fase (por exemplo, gotículas de óleo na água).

Existem muitas combinações nos processos industriais, mas a mais comum é o fluxo simultâneo de vapor e água líquida (como encontrado em geradorese condensadores de vapor ). Na engenharia de reatores, muitos estudos foram realizados sobre a natureza do fluxo bifásico em caso de acidente com perda de líquido refrigerante ( LOCA ), que é um acidente de importância na segurança do reator e em todas as análises termo-hidráulicas ( Análises DNBR ).

Características do fluxo de fluido multifásico

Todos os problemas de fluxo multifásicos têm características que são caracteristicamente diferentes daquelas encontradas em problemas monofásicos.

• No caso de vapor e água líquida, a densidade das duas fases difere por um fator de cerca de 1000 . Portanto, a influência da força do corpo gravitacional nos fluxos multifásicos é de muito maior importância do que no caso dos fluxos monofásicos.
• A velocidade do som muda drasticamente para os materiais em fase de mudança e pode ter ordens de magnitude diferentes. Isso influencia significativamente um fluxo através de um orifício .
• A concentração relativa de diferentes fases é geralmente um parâmetro dependente de grande importância nos fluxos multifásicos, enquanto é um parâmetro sem conseqüência nos fluxos monofásicos.
• A mudança de fase significa que as quedas de pressão induzidas pelo fluxo podem causar alterações de fase adicionais (por exemplo, a água pode evaporar através de um orifício), aumentando o volume relativo do meio gasoso, compressível e aumentando as velocidades de efluxo, diferentemente do fluxo incompressível monofásico, em que a diminuição de um orifício diminuiria a velocidade do efluxo.
• A distribuição espacial das várias fases no canal de fluxo afeta fortemente o comportamento do fluxo.
• Existem muitos tipos de instabilidades no fluxo multifásico.