Regular Article
Onset of intermittent flow: Visualization of flow structures
Seuil de transition de l’écoulement intermittent : visualisation des structures d’écoulement
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Direction Centrale Recherche et Développement, SONATRACH, Avenue 1er Novembre, 35000 Boumerdes, Algeria
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Laboratory of Theoretical and Applied Fluid Mechanics, LMFTA, University of Sciences and Technology Houari Boumediene USTHB, Physics’ Faculty, BP 32 El Alia, Bab Ezzouar, 16111 Algiers, Algeria
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GEPEA, ONIRIS, CNRS, UMR-6144, University of Nantes, 37 Bd de l’Université, BP406, 44602 Saint–Nazaire, France
* Corresponding author: arabi.abderraouf@sonatrach.dz
Received:
18
November
2020
Accepted:
1
March
2021
The transition from stratified to intermittent air-water two-phase flow was investigated experimentally, by flow visualization and pressure drop signals analyses, in a 30 mm ID pipe. The intermittent flow’s onset was found to be mainly dependent on the liquid superficial velocity and the pipe diameter. Plug flow, Less Aerated Slug (LAS) or Highly Aerated Slug (HAS) flows could be obtained on the gas superficial velocity grounds. The available models, compared to experiments, could not predict adequately the intermittent flow onset. The appearance of liquid slugs was revealed by peaks in the pressure drop signal. Furthermore, it was shown that the available slug frequency correlations were not valid in the zone of the onset of intermittent flow.
Résumé
La transition de l’écoulement stratifié vers l’écoulement intermittent a été étudiée expérimentalement sur une conduite de 30 mm de diamètre interne. L’étude a été effectuée par visualisation des structures d’écoulements, et par analyse des signaux de pertes de charges. Il a été trouvé que le seuil de transition de l’écoulement intermittent dépend principalement de la vitesse superficielle du liquide et du diamètre de la conduite. Selon la vitesse superficielle du gaz, les régimes à poches, bouchons faiblement aérés et bouchons fortement aérés ont été obtenus. Les données expérimentales montrent qu’aucun modèle existant dans la littérature ne prédit de façon satisfaisante le seuil de transition de l’écoulement intermittent. L’existence de pics dans les signaux temporels des chutes de pressions est due à l’apparition des bouchons liquides. De plus, il a été montré que les corrélations prédisant la fréquence des bouchons ne sont pas valables dans la zone du seuil de transition de l’écoulement intermittent.
© A. Arabi et al., published by IFP Energies nouvelles, 2021
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