Effect of the down-slope on the structure and the pressure loss of an oil-water stream

This study presented an experimental investigation of two-phase oil-water flow in downward inclined pipes. The primary objective was to assess the influence of pipe inclination on flow patterns, pressure gradients, and phase holdup. Experiments were conducted within a 40 [mm] pipe, spanning a range of oil and water superficial velocities (Jo = 0.56 − 1.06[ m/s ]) and (Jw =0.66 − 1.33[ m/s ]). The transition from annular to stratified-wavy flow regimes was observed to occur at lower oil velocities in inclined pipes compared to horizontal configurations. Measured frictional pressure gradients were found to be in good agreement with both mechanistic and empirical models. Phase holdup was measured using quick-closing valves and compared to horizontal configuration results and existing literature models. The drif t-f lux model was successfully applied to the inclined flow regime, leading to the derivation of a correlation for oil holdup.

Questo studio ha presentato un’indagine sperimentale sul flusso bifase olio-acqua in tubazioni inclinate verso il basso. L’obiettivo principale era valutare l’influenza dell’inclinazione della tubazione sui regimi di flusso, sui gradienti di pressione e sul ritenzione di fase. Gli esperimenti sono stati condotti all’interno di una tubazione di 40 [mm], con una gamma di velocità superficiali dell’olio e dell’acqua (Jo = 0.56 − 1.06 [ m/s ]) e (Jw = 0.66 − 1.33 [ m/s ]). Si è osservato che la transizione dai regimi di flusso anulare a quelli ondulati-stratificati avviene a velocità dell’olio più basse nelle tubazioni inclinate rispetto alle configurazioni orizzontali. I gradienti di pressione frizionale misurati sono risultati in buon accordo sia con i modelli meccanicistici che con quelli empirici. La ritenzione di fase è stata determinata utilizzando valvole di chiusura rapida e confrontata con i risultati delle configurazioni orizzontali e con i modelli presenti in letteratura. Il modello di flusso a deriva è stato applicato con successo al regime di flusso inclinato, portando alla derivazione di una correlazione per la ritenzione dell’olio.