Estudio teórico y numérico del proceso de remoción de incrustaciones en tuberías mediante un flujo bifásico aire agua

Abstract

El presente trabajo ha permitido sentar una base robusta de conocimiento acerca del método de remoción de incrustaciones en tuberías a través de un flujo bifásico aire agua, la cual se ha sustentado a través de una revisión y aplicación de la teoría disponible actualmente, así como también un estudio numérico a través de simulaciones CFD. De esta forma, el trabajo realizado logró identificar los parámetros más relevantes en la remoción de incrustaciones, dentro de los cuales se pueden mencionar las velocidades superficiales de aire y agua, la frecuencia de inyección de aire y el esfuerzo de corte generado en la pared de la tubería. Por otro lado, las simulaciones CFD realizadas permitieron demostrar como las velocidades de flujo, ya sean con un flujo de solo agua o bifásico, afectan el esfuerzo de corte generado en la pared. La aproximación de flujo pulsativo de solo agua con las características de un flujo bifásico líquido gas demostraron ser efectivas para replicar el efecto generado en el esfuerzo de corte, siempre y cuando se cumpla la condición de slug flow requerida para aplicar el modelo. De esta manera, al utilizar esta aproximación se pudo superar las limitaciones computacionales relacionadas al desarrollo de simulaciones bifásicas. Junto con el estudio del esfuerzo de corte generado en la pared para ambos casos de flujo, se logró confirmar a través de las simulaciones realizadas que el método air scouring es considerablemente superior al flushing tradicional con agua en dos aspectos clave: la magnitud del esfuerzo de corte generado y el consumo total de agua durante el ciclo de limpieza.