Strömningslägen

Strömningslägen, eller flow regimes, är olika mönster för hur två- eller multiphaseflöden fördelar sig i en kanal eller ett rör. De beskriver hur faserna gas och vätska avgränsar sig och hur faserna rör sig i förhållande till varandra under olika operativa förhållanden. Vanliga strömningslägen i gas-vätskeflöden i rör är bubblig strömning (bubbly flow) där små bubblor är jämnt fördelade i vätskan; stratifierad strömning (stratified flow) där vätska och gas bildar separata lager med en tydlig gräns; slugströmning (slug flow) med stora gasfickor följt av vätskepelare; annular strömning (annular flow) där en tunn vätskefilm ligger mot rörets väggar och en gaskärna går igenom mitten; churn strömning (churn flow) som kännetecknas av hög turbulens och blandning.

Övergång mellan lägen styrs huvudsakligen av gas- och vätskeflödenas hastigheter, vätskans och gasens densitet och viskositet samt rörgeometrin (diameter och lutning). I horisontella rör dominerar stratifierad och bubblig strömning, medan slug- och annularströmningslägen oftare uppträder i vertikala eller lutande rör.

Betydelsen av strömningslägen är stor för konstruktion och drift av rörsystem: lägena påverkar tryckfall, värmeöverföring, massöverföring och avsättningar. Fel läge kan leda till ineffektiv drift eller instabilitet i transport av gas och vätska.

Analys och kartläggning av strömningslägen görs med experiment, flödesregimkartor (flow regime maps) och dimensionless variabler som gasandel och superficial velocity. Moderna mätmetoder innefattar gamma-densitometri och elektrisk tomografi för realtidsbedömning.