Environment and Energy

WATER-OIL FLOW METER

PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO PER LA MISURA DELLE PORTATE DEI COMPONENTI NON MISCIBILI DI UN FLUSSO BIFASE LIQUIDO-LIQUIDO
Manfredo Gherardo Guilizzoni, Luigi Pietro Maria Colombo, Giorgio Marco Sotgia - Dipartimento di Energia
CAMPO DI APPLICAZIONE

L’invenzione è rivolta principalmente all’industria petrolchimica ove si tratta più frequentemente di misura su flussi con olio a medio-alta viscosità. L’interesse può essere anche da parte di altri settori industriali, quali il chimico per il trasporto di polimeri in fase liquida.

DESCRIZIONE

Il dispositivo è stato ideato per monitorare le portate (totale e delle singole fasi) in un flusso bifase liquido-liquido (in particolare olio viscoso – acqua) in regime di moto anulare, anulare-disperso o disperso, con il supporto di misure sperimentali e di un modello fluidodinamico specifico. Tale dispositivo comprende un tubo di Venturi o un boccaglio, a cui è applicato un trasduttore di pressione tra la sezione di monte e quella di gola, mentre un secondo trasduttore di pressione è applicato tra due sezioni a monte del dispositivo stesso. È inoltre installata una termocoppia per misurare la temperatura della miscela e determinarne le proprietà reologiche (in particolare in presenza di una fase olio). La misura delle portate avviene attraverso la determinazione di una curva di taratura sperimentale che mette in relazione la portata volumetrica totale del flusso bifase con la differenza di pressione tra la sezione di monte e quella di gola. Il flusso liquido-liquido si comporta come incomprimibile e la riduzione di sezione in corrispondenza della gola del Venturi/boccaglio causa un aumento di velocità del flusso ed una conseguente diminuzione della pressione. Questo porta anche ad un uniformarsi delle velocità medie delle fasi, cosicché la portata totale della miscela può essere ben approssimata tramite un modello omogeneo. La determinazione delle portate delle singole fasi è a questo punto ottenuta utilizzando il modello fluidodinamico e la misura della cadente a monte del dispositivo.

VANTAGGI

La caratteristica principale del dispositivo e della procedura proposti sta nella possibilità di poter determinare le caratteristiche di flussi bifase liquido-liquido (con viscosità di almeno un fluido superiore a 0.15 Pa s), in un campo molto esteso di regimi di flusso, tramite sole misure di caduta di pressione. Il metodo permetterebbe di evitare l’impiego di strumenti combinati, e tecniche costose, quali ad esempio l’assorbimento di raggi γ, misure elettromagnetiche e tecniche ad ultrasuoni.

STADIO DI SVILUPPO

TRL6: prototipo funzionante