Modelo fraccional para estimación del índice de turbulencia en oleoductos

Abstract

La turbulencia es un fenómeno cuya descripción sigue siendo una cuestión abierta, a pesar de presentarse en la naturaleza y en muchos procesos industriales. Mientras se encuentra en el régimen laminar, el comportamiento del flujo se describe con éxito a través de las ecuaciones fenomenológicas de conservación del momento. En un régimen turbulento, este enfoque falla ya que las fluctuaciones alrededor de la velocidad promedio se magnifican y no se pueden ignorar. Las determinaciones de caída de presión son importantes en oleoductos ya que se relaciona con la producción y economía de un país petrolero. El presente trabajo propone un modelo para estimar el perfil de velocidad de turbulencia para flujos en tubos en función del número de Reynolds. Las ecuaciones de conservación del momento son ecuaciones diferenciales fraccionarias, donde la hipótesis establece que el orden de la derivada depende de la intensidad de las fluctuaciones. Los resultados teóricos predichos por el modelo propuesto se corresponden cualitativamente con los esperados, lo que permite aceptar la hipótesis.