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Title: Modelagem e simulação de um vaso separador horizontal bifásico.
Other Titles: Modeling and simulation of a two phases separator horizontal.
???metadata.dc.creator???: NASCIMENTO, Jéssica Barbosa da Silva do.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: ANDRADE, Tony Herbert Freire de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: FARIAS, Fabiana Pimentel Macêdo.
Keywords: Separação Gás/Óleo;Simulação Numérica;Ansys CFX;Gas/Oil Separation;Numerical Simulation
Issue Date: 17-Aug-2017
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: NASCIMENTO, J. B. S. Modelagem e simulação de um vaso separador horizontal bifásico. 2017. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2017.
???metadata.dc.description.resumo???: Os separadores são equipamentos utilizados no processamento primário da indústria do petróleo com o objetivo de separar a mistura multifásica proveniente dos poços produtores. O trabalho avaliou o efeito dos dispositivos internos do vaso separador sobre a dinâmica do escoamento no processo de separação gás/óleo. Foi definido uma modelagem matemática com base na dinâmica de fluidos computacional (CFD) do separador horizontal bifásico. Adotou-se a abordagem Euleriana-Euleriana, considerando o modelo de mistura, disponibilizado no software Ansys CFX 15.0. O domínio consiste em um separador horizontal cilíndrico constituído de uma placa porosa que o divide em duas regiões: a região de separação primária, contendo três dispositivos internos (um defletor e duas chicanas) e a região de decantação. Foi gerada uma malha numérica empregando elementos tetraédricos, para a discretização das equações de conservação de massa, momento linear e de turbulência k padrão usando o método dos volumes finitos. Assumiu-se o escoamento em regimes permanente e transiente, isotérmico, com propriedades dos fluidos constantes e das forças interfaciais foram consideradas apenas as forças de arraste. Os resultados dos campos vetoriais de velocidade, assim como a fração volumétrica das fases indicam que a dinâmica do escoamento é fortemente dependente dos dispositivos internos. Na região de separação primária observou-se um alto nível de mistura causada pela turbulência gerada pelo impacto dos fluidos sobre a placa defletora posicionada imediatamente após a seção de entrada. A placa porosa possibilitou uma redução da turbulência dos fluidos, causada pela resistência do meio poroso ao escoamento.
Abstract: The separators are equipments used in the primary processing of the petroleum industry to separate the multiphase mixture from the producing wells. The work evaluated the effect of the internal devices of the separator vessel on the flow dynamics in the gas/oil separation process. A mathematical model was defined based on computational fluid dynamics (CFD) of the horizontal two-phase separator. The Eulerian-Eulerian approach was adopted, considering the mixture model, available in Ansys CFX 15.0 software. The domain consists of a horizontal cylindrical separator consisting of a porous plate that divides it in to two regions: the primary separation, containing three internal devices (one deflector plate and two baffles) and the settling region. A numerical grid was generated employing tetrahedral elements, for the discretization of the mass conservation, linear momentum and k standard turbulence equations using the finite volume method. Isothermal flow with constant fluid properties in both steady state and transient regimes were assumed, and, from the interfacial forces, only the drag forces were considered. The velocity vector field results as well as the volumetric fraction of the phases indicate that the flow dynamics are strongly dependent on the internal devices. In the primary separation region, a high-level of mixing was observed due to the turbulence generated by the impact of the fluids on a deflector plate positioned immediately after the inlet section. The porous plate allowed a reduction of the turbulence of the fluids, caused by the resistance of the porous medium to the flow.
Keywords: Separação Gás/Óleo
Simulação Numérica
Ansys CFX
Gas/Oil Separation
Numerical Simulation
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciências
Engenharia Mecânica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/336
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