El fluido de perforación tiene tres régimenes de flujo, los cuales son LAMINAR, DE TRANSICIÓN y TURBULENTO.
Las siguientes ilustraciones nos demuestran estos tres tipos de flujo.
En 1883 fue cuando Osborne Reynolds realizó estudios a la mecánica de los fluidos, descubriendo el llamado Número de Reynolds,
al describir el flujo del agua en un tubo circular. De su experimento,
el flujo empieza a ser turbulento cuando el valor del Número de
Reynolds es igual a 2.000, y el flujo completamente se vuelve Turbulento
cuando el número de Reynolds es 4.000. Por lo tando, cuando el número
de Reynolds calculado de un fluido está entre 2.000 y 4.000 decimos que
posee un régimen de flujo de Transición.
El Número de Reynolds que describe los
cambios en el comportamiento de flujo no es el mismo para el agua debido
a que el fluido de perforación no se comporta exactamente como el agua.
Con el fin de obtener el preciso regimen de flujo para un lodo de
perforación, se desarrollaron las siguientes ecuaciones que determinan
el Número de Reynolds Crítico.
FLUJO LAMINAR:
Rec = 3,470 – 1,370na
FLUJO DE TRANSICIÓN:
3470 – 1370na < Rec < 4,270 – 1,370na
FLUJO TURBULENTO:
Rec = 4270 – 1370na
Donde;
Rec = Número de Reynolds Crítico en el anular.
na = Constante de la Ley de la Potencia en fluidos de perforación
Tomado y traducido desde: http://www.drillingformulas.com/flow-regime-and-critical-reynolds-number-for-drilling-hydraulics/
Tipos de Regímenes de Flujo en Hidráulica
El flujo del lodo se puede clasificar en una de estas tres fases: laminar, de transición y flujo turbulento.
FLUJO LAMINAR
Algunas veces es también conocido como Flujo de Corriente Lineal, ocurre
cuando un fluido se desplaza en capas paralelas, sin ninguna
interrupción entre las mismas. A velocidades bajas el fluido tiende a
fluir sin mezclas laterales y las capas adyacentes se deslizan una sobre
otra como asemejando un juego de naipes. No existen corrientes cruzadas
perpendiculares a la dirección del flujo ni tampoco se forman remolinos
. En el flujo laminar el movimiento de las partículas de fluido es muy
ordenado moviéndose todas las partículas en líneas rectas paralelas a
las paredes de la tubería.
ESTE
tipo de flujo exhibe las características tanto de flujo laminar como
del turbulento. Los bordes del fluído fluyen en estado laminar , mientas
que el centro del flujo permanece como turbulento. Como los flujos
turbulentos, el régimen de transición es muy difícil o hasta imposible
de medirlos con precisión .
FLUJO TURBULENTO
El flujo Turbulento es un régimen caracterizado por cambios caóticos y
aleatorios de las propiedade. Esto incluye baja difusión del momento,
alta convección del momento, y rápida variación de la presión y
velocidad en el espacio y el tiempo. Como puede observarse , el perfil
del flujo muestra un patrón de flujo desorganizado. Para cuestiones de
estudio, este régimen ocurre cuando el Número de Reynolds es mayor a
4.000.
Reference: Drilling Hydraulic Books