[pt] MODELAGEM TRANSIENTE DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM DUTOS DE PETRÓLEO OU GÁS, TERMICAMENTE ISOLADOS

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: JHOANY JHORDANN BARRERA ESCOBEDO
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] LINHAS SUBMARINAS; [pt] RESFRIAMENTO; [pt] CAPACIDADE TERMICA; [pt] TRANSIENTE TERMICO; [en] SUBSEA PIPELINES; [en] COOLING; [en] HEAT CAPACITY; [en] SUB-SEA LINES; [en] THERMAL MODEL
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=7740&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=7740&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.7740

[pt] Linhas submarinas são utilizadas na produção e transporte de petróleo e seus derivados. Em ambas as situações, o controle da transferência de calor do fluido para o ambiente externo pode ser um fator determinante para o escoamento. No caso de produção em águas profundas, o fluido aquecido perde calor para a água do mar gelada. A perda de calor é controlada através do isolamento térmico, o qual é projetado para operações de escoamento em regime permanente. Durante eventuais paradas de operação, o fluido estagnado no interior da tubulação ao perder calor para o ambiente frio, pode atingir níveis críticos de temperatura, acarretando graves problemas, tais como formação de hidratos ou deposição de parafina nas paredes da tubulação, o que pode levar ao bloqueio da linha e interrupção de produção. No transporte de produtos, o reinício de bombeio de fluidos muitos viscosos também é um problema crítico, devido ao aumento significativo da viscosidade com a redução da temperatura. O presente trabalho apresenta uma análise da influência da capacidade térmica da parede do tubo e das camadas de revestimento no transiente térmico de linhas com muito isolamento. A perda de calor da linha para o ambiente é determinada resolvendo-se a equação transiente de condução de calor para as camadas de revestimento da tubulação, utilizando um modelo uni-dimensional na direção radial. O método de volumes finitos é empregado para resolver o escoamento transiente no interior da tubulação acoplado com o transiente térmico na parede da tubulação, a partir do instante em que uma válvula é fechada na extremidade da tubulação interrompendo o fluxo. Comparações com as previsões de softwares comerciais foram realizadas e suas limitações são discutidas. Resultados obtidos das simulações para o escoamento tanto de líquidos quanto de gases, considerando e desprezando a capacidade térmica, mostram que o efeito da mesma é relevante na determinação do tempo de resfriamento da linha e do fluido em seu interior.