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Title: Estudo numérico do transporte de óleos pesados em tubos lubrificados por água.
Other Titles: Numerical study of heavy oil transport on pipe lubricated by water.
???metadata.dc.creator???: ANDRADE, Tony Herbert Freire de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: RODRIGUEZ, Oscar Mauricio Hernandez.
???metadata.dc.contributor.referee2???: CRIVELARO, Kelen Cristina Oliveira.
Keywords: Óleos Pesados;Redução de Atrito;Escoamento Anular;Escoamento Bifásico Líquido - Líquido;Simulação Numérica;Heavy Oil;Pressure Drop;Core - Annular Flow;Liquid - Liquid Flow;Numerical Simulation
Issue Date: 31-Oct-2008
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ANDRADE, T. H. F. de. Estudo numérico do transporte de óleos pesados em tubos lubrificados por água. 2008. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2008.
???metadata.dc.description.resumo???: O transporte de óleos pesados e ultraviscosos é um dos principais desafios tecnológicos para a indústria de petróleo. Este fato está relacionado com a alta perda de carga ou atrito devido aos efeitos viscosos deste tipo de óleo. O presente trabalho propõe um estudo numérico do transporte de óleos pesados empregando a técnica de lubrificação parietal por água conhecida por escoamento anular ou “Core-Annular Flow” utilizando o código computacional CFX 10®. O modelo matemático considera o modelo de mistura para tratar o escoamento bifásico água-óleo pesado e ultraviscoso, bidimensional, transiente, isotérmico, assumindo regime laminar para fase óleo e turbulento para a fase água adotando o modelo k-ε. As equações diferenciais do modelo foram resolvidas numericamente pelo método dos volumes finitos, com o esquema de interpolação trilinear para os termos convectivos. Resultados da velocidade, pressão e fração volumétricas das fases são apresentados e analisados. Os resultados evidenciaram a presença de uma corrente de água nas proximidades da parede da tubulação formando uma película de água que envolve o núcleo de óleo escoando na região central da tubulação, caracterizando, assim, o escoamento anular ou “coreflow”. Como conseqüência, foi observada uma redução expressiva da perda de carga se comparado quando o óleo pesado escoa sozinho na tubulação de aproximadamente cinqüenta e nove (59) vezes, para uma razão de viscosidade entre água e óleo pesado ( 7,408 10 5 A O μ μ = × − ) em um tubo horizontal.
Abstract: The high viscosity heavy oil transport is one of the main technological challenges for the oil industry. This fact is related with the high pressure drop due to the viscous effects of this type of oil. The aim of this work is a numerical study of the heavy oil transport using the parietal lubrication by water technique well known as core-annular flow, using computational code CFX 10®. The mathematical model considers the mixture model to describe (waterheavy oil) two-phase flow, considering a two dimensional, transient and isothermal flow. We consider laminar flow to oil and turbulent flow to water, and we have used the k-ε model. The governing equations were solved numerically by finite volume method, using the trilinear interpolation scheme for the convective terms. Results of the velocity, pressure and volume fraction distribution of the phases are presented end analyzed. Results show clearly a water stream close to the pipe wall and a water film that involves the oil core. It was verified the big reduction of pressure drop as compared to heavy oil flow alone in the pipe (around 59 times), with a viscosity water-heave oil ratio ( 7,408 10 5 A O μ μ = × − ) inside a 20,7 cm i.d. horizontal tube.
Keywords: Óleos Pesados
Redução de Atrito
Escoamento Anular
Escoamento Bifásico Líquido - Líquido
Simulação Numérica
Heavy Oil
Pressure Drop
Core - Annular Flow
Liquid - Liquid Flow
Numerical Simulation
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/4094
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