Dinámica Computacional de Fluídos

ANÁLISIS DE EROSIÓN

Los sistemas de producción de hidrocarburos son una de las industrias más expuestas a la degradación de la erosión, pero no son el único sector que debería involucrar medidas de mitigación en sus métodos de diseño. El objetivo del equipo de ingeniería de SDEA_Engineering Solutions es tratar de brindar apoyo a sus clientes a través de la comprensión profunda de la física que controla el proceso y el uso de modelos numéricos para proporcionar una información muy valiosa para guiar las decisiones de diseño.

Hay diferentes mecanismos potenciales que pueden causar daños por erosión, como erosión por arena, erosión por gotas líquidas, burbujas de cavitación o incluso la participación de algún tipo de reacción química que conduce a la corrosión como HISC (Agrietamiento por estrés inducido por hidrógeno).

En el caso de la erosión por partículas, la erosión por arena ha sido objeto de estudio y pruebas de muchos grupos diferentes. Estos estudios se reflejan bien en los estándares y se diseminan a la comunidad de ingeniería diversificando el conocimiento. Grandes compañías de petróleo y gas como BP y Exxon generan sus propios modelos y organizaciones de ingeniería líderes como API y DNV difunden métodos para mitigar el daño por erosión. Los modelos sugeridos van desde ecuaciones básicas que limitan la velocidad del fluido a otras más complejas que involucran la velocidad de la partícula y las funciones de daño por impacto para obtener la tasa de erosión.

La industria se está moviendo a un nivel más exigente y DNV RP 0501 es una de las pautas más completas disponibles. SDEA_Engineering Solutions tiene una amplia experiencia en problemas de erosión utilizando herramientas de CFD. Nuestro equipo realizó predicciones de erosión con el respaldo de muchas de las principales compañías de petroleo y gas y pruebas de evaluación comparativa basadas en datos reales para evaluar nuestros métodos.

Un modelo CFD de erosión por arena implica un cálculo de acoplamiento de dos etapas, el primer paso se resuelve la ecuación de flujo para las condiciones operacionales y luego se usa un DPM (modelo de fase discreta) para calcular las trayectorias de partículas de arena utilizando algoritmos explícitos. Las tasas de erosión se calculan a partir de la frecuencia de colisión de partículas en las paredes húmedas del conjunto.

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