Técnicas para extração de parâmetros de escoamentos bifásicos em regime intermitente utilizando o sensor Wire-Mesh

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Santos, Eduardo Nunes dos
• Orientador(a): Silva, Marco José da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• Palavras-chave em Português: Escoamento bifásico; Gás - Escoamento; Processamento de imagens; Engenharia elétrica; Two-phase flow; Gas flow; Image processing; Electric engineering
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1040

Escoamentos bifásicos gás-líquido ocorrem em diversas atividades industriais, como, por exemplo, na exploração e produção de petróleo onde gás e óleo escoam simultaneamente em uma tubulação. Em muitas situações, as condições de eficiência e segurança dos equipamentos e processos onde ocorrem são influenciadas por este tipo de escoamento. Desta forma, extrair características e parâmetros destes padrões a partir de observações e medições experimentais é de grande importância, permitindo o estudo dos fenômenos e, podendo ser utilizada na otimização dos processos envolvidos. Em especial, neste trabalho focou-se no escoamento bifásico em regime intermitente o qual é comumente encontrado na indústria e ainda necessita de investigação. Foi utilizada a técnica conhecida como sensor de malha de eletrodos (wire-mesh) de configuração 8 x 8 eletrodos a qual produz imagens da distribuição das fases na seção transversal de uma tubulação. Com base nos dados brutos do sensor foram desenvolvidas diferentes técnicas de visualização e processamento dos dados a fim extrair características e parâmetros do escoamento intermitente. As técnicas desenvolvidas basearam-se em métodos de processamento de imagens como segmentação e filtragem. Foram realizados testes experimentais com escoamento em uma linha de testes horizontal com 9,2 m de comprimento de 26 mm de diâmetro interno, onde escoamento com diversas condições operacionais foram gerados e analisados. As técnicas desenvolvidas foram validadas através de comparações com filmagem em alta velocidade e com modelos mecanísticos empíricos disponíveis na literatura, apresentando boa concordância com valores de referência. A principal contribuição do trabalho é a disponibilização de um software para visualização e processamento de dados do sensor wire-mesh, o qual pode ser utilizado para estudos posteriores de escoamentos bifásicos. Trabalho desevolvido com bolsa de estudo concedida pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).