Modeling of biphasic oil-water flow in horizontal pipes using CFD for the prediction of flow patterns

Hernández García, Santiago

Modeling of biphasic oil-water flow in horizontal pipes using CFD for the prediction of flow patterns

dc.contributor.advisor	González Estrada, Octavio Andrés
dc.contributor.advisor	González Silva, Germán
dc.contributor.author	Hernández García, Santiago
dc.contributor.evaluator	Chaves Guerrero, Arlex
dc.contributor.evaluator	Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
dc.date.accessioned	2022-11-15T19:25:20Z
dc.date.available	2022-11-15T19:25:20Z
dc.date.created	2022-11-14
dc.date.embargoEnd	2023-11-17
dc.date.issued	2022-11-14
dc.description.abstract	Se realizó un estudio CFD del flujo horizontal agua-aceite utilizando los modelos multifásicos Euleriano-Euleriano y de mezcla en conjunto con el modelo de turbulencia k-ε realizable. Los modelos numéricos se realizaron utilizando agua y un aceite mineral con una densidad de 880 kg/m3 y una viscosidad de 180 cP, variando las velocidades superficiales de ambos fluidos en rangos de 0.1–1.2 m/s y 0.1–0.5 m/s respectivamente. Bajo estas condiciones, ingresando los fluidos en estado de mezcla, el patrón estratificado pudo formarse adecuadamente con los dos modelos multifásicos. Aunque el modelo Euleriano-Euleriano, junto al esquema de reconstrucción geométrica, permitió visualizar los patrones dispersos tridimensionales de manera muy similar a los resultados experimentales, el modelo de mezcla no mostró tal similitud, especialmente en las dispersiones de aceite en agua. Adicionalmente, el modelo Euleriano-Euleriano logró predecir de forma aceptable los valores de holdup experimentales con un error promedio de 15.2%, mientras que las caídas de presión presentaron errores muy fluctuantes, llegando a alcanzar valores de hasta 428%.
dc.description.abstractenglish	A computational fluid dynamics study of the horizontal oil-water flow was performed using the Eulerian-Eulerian and mixture multiphase models in conjunction with the realizable k-ε turbulence model. The numerical models were carried out using water and mineral oil with a density of 880 kg/m3 and a viscosity of 180 cP, varying the superficial velocities of both fluids in ranges of 0.1 – 1.2 m/s and 0.1 – 0.5 m/s, respectively. Under these conditions, entering the fluids in a mixed state, the stratified pattern could form adequately with the two multiphase models. Although the Eulerian-Eulerian model, together with the geometric reconstruction scheme, allowed us to visualize the three-dimensional dispersed patterns in a very similar way to the experimental results, the mixture model did not exhibit such similarity, especially in the oil-in-water dispersions. Additionally, the Eulerian-Eulerian model was able to acceptably predict the experimental holdup values with an average error of 15.2%, while the pressure drops showed highly fluctuating errors, reaching values of up to 428%.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Químico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12093
dc.language.iso	eng
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	CFD
dc.subject	Flujo agua-aceite
dc.subject	Patrón de flujo
dc.subject	Modelo multifásico
dc.subject.keyword	CFD
dc.subject.keyword	Oil-water flow
dc.subject.keyword	Flow pattern
dc.subject.keyword	Multiphase model
dc.title	Modeling of biphasic oil-water flow in horizontal pipes using CFD for the prediction of flow patterns
dc.title.english	Modeling of biphasic oil-water flow in horizontal pipes using CFD for the prediction of flow patterns
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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