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Title: Análise numérica do comportamento da bolha de Taylor em bifurcações T e Y.
Other Titles: Numerical analysis of Taylor bubble behavior at T and Y bifurcations.
???metadata.dc.creator???: RACINE, Ricardo Alexandre Silva.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FARIAS, Fabiana Pimentel Macêdo.
???metadata.dc.contributor.referee2???: CRIVELARO, Kelen Cristina Oliveira.
Keywords: Petróleo;Bolhas de Taylor;Simulação Numérica;Escoamento Bifásico;Petroleum;Taylor Bubbles;Numerical Simulation;Two-phase Flow
Issue Date: 1-Oct-2008
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: RACINE, R. A. S. Análise numérica do comportamento da bolha de Taylor em bifurcações T e Y. 2008. 145 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. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/4904
???metadata.dc.description.resumo???: O escoamento bifásico gás-óleo exibe diferentes padrões de escoamento dentre os quais se destaca o escoamento pistonado (bolha de Taylor) e que está presente em muitas das aplicações da indústria de petróleo, como por exemplos, na elevação de fluidos em poços de petróleo e no fluxo em tubos. O presente trabalho propõe um estudo numérico do escoamento de uma ou mais bolhas de Taylor em tubulações de 3 mm de diâmetro conectadas à bifurcações do tipo “T” e “Y” utilizando o código comercial CFX 10®. Foi empregado o modelo Euleriano-Euleriano para tratar o escoamento bifásico de gás (fase dispersa) e óleo pesado e ultraviscoso (fase contínua), bidimensional, transiente, isotérmico e com regime de escoamento laminar. Resultados das distribuições de velocidade, pressão e fração volumétrica das fases para diferentes casos são apresentados, e os efeitos da velocidade do óleo na seção de entrada da tubulação (0,025; 0,05; 0,1 e 0,15 m/s), viscosidade do óleo pesado e ultraviscoso (0,5; 1,5; 2,5 e 5,0 Pa.s) e inclinação da bifurcação (30; 60 e 90º) sobre a forma e freqüência de formação das bolhas de Taylor na tubulação foram analisados. Verificou-se que a forma, comprimento e dispersão da bolha estão intimamente relacionados com a velocidade relativa gás-óleo pesado na seção de entrada da tubulação e viscosidade da fase óleo.
Abstract: Two-phase floe gas-oil exhibit different flow patterns for example slug flow. This flow to be present in many applications in the petroleum industry such as: fluid elevation in the wells and pipe flow. The purpose of this work is to study numerically the fluid flow of Taylor’s bubbles in a pipe with 3 mm of diameter linked to T and Y junctions utilizing a commercial code CFX 10®. We use the Eulerian-Eulerian model to treat the two-phase flow of disperse phase (gas) and continuum phase (heavy oil) considering the model two-dimensional, transient, isothermic, and laminar flow regime. Results of the velocity, pressure and volume fraction of the phases to different cases are presented and the effect of oil velocity (0.025; 0.05; 0.1 and 0.15 m/s), oil viscosity (0.5; 1.5; 2.5 and 5.0 Pa.s) and junction inclination (30; 60 and 90°)in the shape and formation frequency of the Taylor bubble in the pipe are analyzed. We verify that the shape, length and dispersion of bubbles are affected by gas-oil relative velocity in the inlet of the pipe and oil viscosity.
Keywords: Petróleo
Bolhas de Taylor
Simulação Numérica
Escoamento Bifásico
Petroleum
Taylor Bubbles
Numerical Simulation
Two-phase Flow
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/4904
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