Medición cordal de distribución de fracción de fase de un sistema estático gas-líquido usando densitómetro de rayos-gama colimado y redes neurales artificiales

Abstract

Flujos bifásicos ocurren en diversas industrias, destacando la de petróleo y gas. Un densitómetro de rayos-gamma colimado es utilizado para estudiar un sistema estático gas-líquido que simula un flujo bifásico en el patrón estratificado. El equipo se destaca por su capacidad de medición no intrusiva, su alta sensibilidad y su buena resolución espacial. Distribuciones cordales de fracción de fase en un tubo conteniendo agua y aire son presentadas y se varió el nivel de agua entre 25%, 50% y 75%. Se determino a distribución de fracción de fase a lo largo de la sección transversal. Además, este estudio presenta un modelo de red neuronal artificial (ANN) para predecir fracción volumétrica en sistemas de tuberías utilizando un conjunto de datos de 110 puntos experimentales. El modelo ANN considera factores como la intensidad absorbida, el porcentaje de corte de agua y la relación h/D. La configuración incluye el uso del solucionador Adam, la función de activación de Unidad lineal rectificada (ReLU), tamaño de lote de 3, dos capas ocultas (60 neuronas cada una) y una tasa de aprendizaje de 0,001. El modelo logra un error cuadrático medio (MSE) mínimo del 0,3 % y un error absoluto medio (MAE) bajo de 0,028.

Keywords

• densitómetro de rayos-gamma colimados
• distribución de fracción de fase
• flujo bifásico
• red neural artificial