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Mestrado - Hedilberto Antônio Albano Barros

por dirppg-ct publicado 08/11/2019 08h10, última modificação 08/11/2019 08h10
Estudo experimental da influência da mudança de direção na evolução do escoamento bifásico gás-líquido em golfadas
Quando
16/12/2019
de 13h30 até 17h30
(America/Sao_Paulo / UTC-200)
Onde
Sede Ecoville: Sala EN-100
Participantes
Prof. Rigoberto Eleazar Melgarejo Morales, Dr. UTFPR - Orientador
Prof. Moisés Marcelino Alves Neto, Dr. Coorientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Rigoberto Eleazar Melgarejo Morales, Dr. - UTFPR - Presidente
Prof. Paulo Henrique Dias dos Santos, Dr. - UTFPR :
Prof. Igor Braga de Paula, Dr. - PUC-RJ
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Resumo: O escoamento bifásico de gás-líquido no padrão golfadas possui como característica a intermitência das passagens das fases líquida e gasosa e é encontrado majoritariamente em linhas de produção e transporte de petróleo e gás. O comportamento do escoamento em golfadas é necessário para o correto dimensionamento dos equipamentos industriais que operam nas linhas que escoam este padrão. Nas operações de petróleo em águas profundas é comum observar situações em que a tubulação precisa se ajustar ao relevo do leito marinho, provocando assim mudanças na direção no escoamento. Nesses termos, o presente trabalho possuiu como objetivo realizar um estudo experimental do escoamento bifásico líquido-gás no padrão golfadas em dutos com leve mudança de direção, constituídos de trechos iniciais horizontais seguidos de um trecho inclinado. Três configurações de tubulação foram utilizadas, uma completamente horizontal, uma ascendente e outra descendente com ângulos de ±3º, ±5º e ±7º com relação à horizontal. As tubulações possuíam 35,6 m de comprimento e 0,026 m de diâmetro interno e os fluidos utilizados foram água e ar. As medidas experimentais foram realizadas na bancada do NUEM-UTFPR e foram utilizados sensores resistivos dispostos ao longo da tubulação e uma câmera de alta velocidade para caracterizar os parâmetros do escoamento, como velocidade da bolha, comprimentos do pistão e da bolha, frequência da célula unitária e frações de vazio. Com a posse dos resultados, foram analisadas as influências das mudanças de direção, ascendente e descendente, no escoamento em golfadas.

Palavras-chave: escoamento bifásico, escoamento em golfadas, escoamento com mudança de direção

Experimental analysis of slight direction changes in two-phase slug flow evolution

Abstract: The two-phase slug flow pattern has as a characteristic the intermittence of the liquid and gas phases and is found mainly in oil and gas production and transportation lines. The behavior of the slug flow is important for the correct design of the industrials equipment that operates in the lines dealing with this flow pattern. In deep-water oil operations, it is common to observe situations where the piping needs to adjust to the relief of the seabed, thus causing changes of direction in the flow. In this context, the present work presents an experimental study of the liquid-gas two-phase slug flow pattern in ducts with a slight change of direction, consisting of initial horizontal stretches followed by an inclined stretch. Two different configurations were used, one upward and one downward with angles of ± 3 °, ± 5 °, and ± 7 ° to the horizontal. The pipelines had 35.6 m long and 0.026 m of inner diameter, and the fluids are water and air. The experiments were conducted on the NUEM-UTFPR facilities and resistive sensors arranged along the pipe were used and a high-speed camera was used to characterize the flow parameters, like translational bubble velocity, slug, and bubble lengths, unit cell frequency, and void fractions. With the results, they are analyzed the upward, and downward direction change influence in the slug flow.

Keywords: two-phase flow, slug flow, flow in hilly terrain.

Lista de publicações:

BARROS, H. A. A.; ANDRADE, C. V.; CZELUSNIAK, F.; ALVES, R. F.; COZIN, C.; MARCELINO NETO, M. A.; MORALES, R. E. M.
EXPERIMENTAL ANALYSIS OF TWO-PHASE SLUG FLOW EVOLUTION WITH A SLIGHT UPWARD DIRECTION CHANGE In: 25th International Congress of Mechanical Engineering, 2019, Uberlândia-MG.