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Title: Análise geométrica e termofluidodinâmica do transporte de óleos pesados, água e gás em duto cilíndrico elíptico via técnica core-flow.
Other Titles: Geometric and thermofluiddynamic analysis of the transport of heavy oils, water and gas in elliptical cylindrical duct via core-flow technique.
???metadata.dc.creator???: OLIVEIRA, Jéssica Lacerda de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: ANDRADE, Tony Herbert Freire de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: LEITE , Bonieck Evangelista.
???metadata.dc.contributor.referee3???: SOUZA , Josedite Saraiva.
Keywords: Elliptical pipe;Three-phase Flow;Fluent;Numerical Simulation;Conducto elíptico;Duto elíptico;Escoamento trifásico;Flujo trifásico;Simulação numérica;Simulación numérico
Issue Date: 26-Feb-2021
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: OLIVEIRA, J. L. de. Análise geométrica e termofluidodinâmica do transporte de óleos pesados, água e gás em duto cilíndrico elíptico via técnica core-flow. 2021. 80 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos), Programa de Pós-graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2021.
???metadata.dc.description.resumo???: Grande parte das reservas mundiais de petróleo são constituídas por óleos pesados. Devido à alta viscosidade, esses óleos apresentam uma resistência maior ao escoamento, necessitando de altas potências de bombeamento, que ocasionam um aumento no custo operacional de toda a operação de transporte. Como solução para esse problema, surgiu a técnica core-flow, que consiste em injetar água a uma vazão volumétrica inferior à do óleo fazendo com que o óleo pesado seja envolvido por uma camada de água e escoe no centro do duto sem tocar a parede interna do mesmo, reduzindo a perda de pressão por atrito. Diante disto, foi estudado numericamente o escoamento trifásico de óleo, água e gás em duto elíptico. Para isso, adotou-se um escoamento tridimensional, isotérmico/não isotérmico, turbulento, com modelo de turbulência k-ω e incompressível. Para a solução numérica das equações governantes utilizou-se o software Ansys FLUENT 15.0. Resultados de campos de pressão, velocidade e fração volumétrica para as fases são apresentados e analisados. Verificou-se que o escoamento isotérmico de óleo, gás e água no padrão core-flow apresentou uma queda de pressão 7,2 vezes menor se comparado com o escoamento monofásico de óleo nas mesmas condições operacionais, mostrando assim a eficiência da técnica.
Abstract: Much of the world's oil reserves consist of heavy oils. Due to the high viscosity, these oils have a greater resistance to flow, requiring high pumping powers, which cause an increase in the cost of the entire transport operation. As a solution to this problem, the core-flow technique emerged, which consists of injecting water at a volumetric flow rate lower than that of the oil, causing the heavy oil to be surrounded by a layer of water and to drain into the center of the duct without touching the inner wall. reducing the pressure loss due to friction. Therefore, this work aims to numerically study the three-phase flow of oil, water and gas in an elliptical pipe. For this, a three-dimensional, isothermal / non isothermal, turbulent, with k-ω model and incompressible flow was adopted. For the numerical solution of the governing equations, the Ansys FLUENT 15.0 software was used. Results of pressure, velocity and volumetric fraction fields for the phases are presented and analyzed. It was verifed that the isothermal flow of oil, gas and water in the core-flow pattern showed a pressure drop 7.2 times lower compared to the single phase flow of oil under the same operating conditions, thus showing the efficiency of the technique.
Keywords: Elliptical pipe
Three-phase Flow
Fluent
Numerical Simulation
Conducto elíptico
Duto elíptico
Escoamento trifásico
Flujo trifásico
Simulação numérica
Simulación numérico
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Hidráulica
Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18921
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