Estimación de la pérdida de fricción de lodo con el modelo VSM
- mayo 19, 2025
Rápido y conservador: Estimación de la pérdida de fricción de lodo con el modelo VSM
En el transporte de lodos, obtener una estimación rápida y razonable de la pérdida de presión puede marcar la diferencia entre un buen diseño preliminar y una costosa sorpresa. Pero, ¿qué sucede cuando se omite un dato crítico, como el tamaño de las partículas sólidas?
Ahí es donde entra en juego el modelo de pérdida por fricción VSM. Diseñado para flujos de lodos totalmente estratificados, el modelo VSM proporciona una forma conservadora y práctica de estimar las pérdidas por fricción, incluso cuando no se dispone del tamaño de las partículas.
¿Qué es el modelo VSM?
El modelo VSM es una actualización moderna de la conocida fórmula de Wilson-Addie (1995) para la pérdida por fricción en flujos de lodos estratificados. A diferencia de los métodos anteriores, el modelo VSM tiene en cuenta la variación del coeficiente de fricción del lecho deslizante (ₛ), ya que enfatiza el flujo dominado por el contacto, donde los sólidos se sedimentan y se deslizan a lo largo del lecho de la tubería.
Visualización de un flujo completamente estratificado en una tubería transparente
Visualización de un flujo completamente estratificado en una tubería transparente
Estructura interna esquemática del gradiente de concentración y velocidad
para un flujo de lodos completamente estratificado
Ecuación simplificada
El modelo se basa en un análisis de equilibrio de fuerzas de un flujo completamente estratificado y se expresa como:
- Este modelo aplica un valor constante para el exponente de la relación de estratificación «M», validado para condiciones de flujo completamente estratificado.
- El resultado proporciona una estimación de la pérdida de energía en el lado alto, ideal para suposiciones de diseño conservadoras.
¿Por qué usar VSM para estimaciones rápidas?
No se necesitan datos del tamaño de los sólidos.
- Ideal para el diseño preliminar o las primeras comprobaciones de viabilidad.
- Captura las pérdidas de energía en el peor de los casos.
- Una forma rápida de evaluar los requisitos de bombeo y potencia.
- Validado con datos experimentales de pruebas de tuberías a gran escala.
Precaución:
El flujo completamente estratificado consume mucha energía. Dado que el modelo VSM considera un contacto significativo entre los sólidos y el lecho de la tubería, tiende a sobreestimar la pérdida por fricción en flujos menos estratificados o más turbulentos. Pero eso es precisamente lo que lo hace útil para predicciones rápidas y seguras de límites superiores.
Perfecto para:
- Diseños iniciales sin datos completos de sólidos
- Estudios de viabilidad y aproximaciones de costos
- Modernización de sistemas donde las características de las partículas son inciertas
- Cualquier caso donde una estimación rápida y conservadora sea mejor que una simple conjetura
Reflexiones finales
Si se encuentra ante un problema de transporte de lodos y le faltan datos del tamaño de las partículas, no deje que esto frene su progreso. El modelo VSM le ofrece un atajo inteligente.
Esta correlación y otras nuevas funciones de modelado de lodos estarán disponibles en las versiones V3.54 y posteriores de FluidFlow.