Escoamento anular isotérmico de óleos pesados e água em bifurcações angulares: modelagem e simulação.

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: MARINHO, José Luis Gomes.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS; UFCG
• Palavras-chave em Português: Óleo Pesado; Core-Flow; Junções T e Y; Heavy Oil; T and Y Juntions; Engenharia
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2102

O transporte de petróleo em tubos e conexões é dependente da sua viscosidade e requer muita energia de bombeamento. A técnica Core-Flow vem ganhando destaque devido ao custo e simplicidade, no transporte de óleos pesados e ultra viscosos. No presente trabalho foi estudado o transporte de óleos pesado e ultraviscosos em regime permanente utilizando cordenadas cartesianas para tubos munidos ou não de conexões em ‘T’ e em ‘Y’. Foi avaliado diferentes modelos de turbulência (κ-ε, RNG- κ-ε, κ-ω, SSG Reynolds Stress e o SST) em conjunto com o modelo de mistura, considerando o efeito gravitacional, sem ocorrência de reações químicas durante o escoamento e propriedades físico-químicas constantes.Adotou-se o aplicativo Ansys CFX 13 para obtenção de resultados. Os resultados mostram que o modelo matemático proposto possui concordância com os dados experimentais. Ao aplicar a modelagem proposta para uma tubulação na horizontal observa-se o Core-Flow excêntrico ao longo do duto. O mesmo efeito ocorre na tubulação principal, antes da bifurcação nas junções “T” e “Y”, obtendo-se o padrão de escoamento estratificado no início dos ramais principal e secundário e, em alguns casos, uma possível formação do padrão anular. Dentre os modelos avaliados no presente trabalho, o modelo de turbulência SSG foi o que melhor se adequou as quedas de pressões experimentais. Observou-se que há uma redução da queda de pressão com o aumento da espessura do anel de água. Obteve-se para a inclinação de 75º uma queda de pressão no duto principal mais próxima dos valores experimentais. Para inclinações dos ramais principal e secundário, tem-se uma queda de pressão 6 vezes superior a queda de pressão do duto principal.