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Estudo da estrutura multidimensional de escoamentos multifásicos em dispositivos de medição de pressão diferencial (2014)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: IMADA, FABIANO HIKOJI JORGE - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PME
  • Subjects: ESCOAMENTO MULTIFÁSICO (MEDIÇÃO); GEOMETRIA (MODELAGEM COMPUTACIONAL); MECÂNICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL
  • Language: Português
  • Abstract: A medição de vazão de escoamentos multifásicos é uma necessidade constante em diversas atividades industriais como exploração de óleo e gás, controle de linhas de transporte de vapor e monitoramento de sistemas de resfriamento de usinas nucleares. Dentre os meios disponíveis para a realização da medição de vazão mássica, os dispositivos de medição de pressão diferencial constituem um dos métodos mais simples, sendo sua construção, aplicação e operação em escoamentos monofásicos bem conhecidas e definidas por normas técnicas. No entanto, sua aplicação tem sido estendida a escoamentos multifásicos, geralmente estando aliada a uma técnica adicional de medição de fração de vazio ou fração volumétrica das fases. Este trabalho descreve o estudo numérico de escoamentos multifásicos através de medidores de vazão baseados em pressão diferencial como placas de orifício e bocais de vazão de raio longo. Para tal, primeiramente foram conduzidas simulações de escoamentos monofásicos através de placas de orifício e bocais de vazão de raio longo na faixa de número de Reynolds 15.000-500.000. Os resultados de coeficiente de descarga obtidos foram quantitativamente comparados com os valores preditos por norma ISO, apresentando desvio máximo de aproximadamente 4,9% para as placas e de 1,0% para os bocais. Em uma segunda etapa, escoamentos do tipo gás úmido (wet gas) através de placas de orifício foram simulados através de três abordagens diferentes. Os resultados de vazão mássica total obtidos foram comparados com dados experimentais fornecidos pela PETROBRAS. As abordagens que consideram o escorregamento entre as fases apresentaram previsões mais próximas dos experimentos, com desvio relativo médio de 3,9%, enquanto a modelagem homogênea apresentou um desvio médio de 6,6%. Nestes estudos, foram também avaliadas as estruturas desenvolvidas no escoamento através de visualizações da distribuição de fases.São também apresentadas duas sugestões para complementação da caracterização de um escoamento multifásico: (1) a introdução da informação de fração de vazio na formulação apresentada por Paz (2011) e (2) a análise estatística do sinal de pressão diferencial em placas de orifício. Com relação ao primeiro item, comparações quantitativas com dados experimentais sugeriram que a alternativa apresentada é viável para operações de monitoramento da produção. Já o último estudo mostrou qualitativamente a influência da quantidade de líquido na flutuação da pressão diferencial.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 30.06.2014
  • Acesso online ao documento

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    BibliotecaCód. de barrasNúm. de chamada
    EPBC31200043495FD-6366
    How to cite
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    • ABNT

      IMADA, Fabiano Hikoji Jorge; BALIÑO, Jorge Luis. Estudo da estrutura multidimensional de escoamentos multifásicos em dispositivos de medição de pressão diferencial. 2014.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/index.php?option=com_jumi&fileid=17&Itemid=160&lang=pt-br&id=F7A5505F62FF >.
    • APA

      Imada, F. H. J., & Baliño, J. L. (2014). Estudo da estrutura multidimensional de escoamentos multifásicos em dispositivos de medição de pressão diferencial. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/index.php?option=com_jumi&fileid=17&Itemid=160&lang=pt-br&id=F7A5505F62FF
    • NLM

      Imada FHJ, Baliño JL. Estudo da estrutura multidimensional de escoamentos multifásicos em dispositivos de medição de pressão diferencial [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/index.php?option=com_jumi&fileid=17&Itemid=160&lang=pt-br&id=F7A5505F62FF
    • Vancouver

      Imada FHJ, Baliño JL. Estudo da estrutura multidimensional de escoamentos multifásicos em dispositivos de medição de pressão diferencial [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/index.php?option=com_jumi&fileid=17&Itemid=160&lang=pt-br&id=F7A5505F62FF

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