dc.creator.ID |
NUNES, F. C. B. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2822180889285168 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
FARIAS NETO, Severino Rodrigues de. |
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dc.contributor.advisor1 |
LIMA, Antonio Gilson Barbosa de. |
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dc.contributor.advisor1ID |
FARIAS NETO, S. R. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1ID |
LIMA, A. G. B. |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5029314237107938 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4527387699298544 |
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dc.contributor.referee1 |
VIEIRA, Fernando Fernandes. |
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dc.contributor.referee2 |
FARIAS, Fabiana Pimentel Macêdo de. |
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dc.contributor.referee3 |
CRIVELARO, Kelen Cristina Oliveira. |
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dc.contributor.referee4 |
CAVALCANTI, Wilma Sales. |
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dc.description.resumo |
Este trabalho tem como objetivo estudar, via simulação numérica, o comportamento
fluidodinâmico do escoamento trifásico agua-óleo pesado-ar, durante o transporte de óleos pesados e ultraviscosos em dutos horizontais, utilizando a técnica "core annular
flow" em sistemas isotérmico e nao-isotérmico, O modelo matemático utilizado foi o
não-homogêneo, utilizando-se a estrutura Euleriana-Euleriana, para derivar as equações
governantes. Considerou-se o modelo de mistura para tratar os termos de transferência
de momento interfacial entre as fases continuas (agua-oleo pesado) e o modelo de
partícula para tratar os termos de transferência de momento interfacial entre as fases
dispersa e continua (ar-óleo pesado). Foram avaliadas as influencias da velocidade
superficial, fração volumétrica, rugosidade do duto e propriedades termofísicas dos
fluidos sobre o padrão de escoamento e queda de pressão. Os resultados obtidos,
comparados com dados experimentais, mostraram que a técnica core-flow foi eficiente
para o transporte trifásico de agua-óleo pesado-ar. Observou-se ainda que os fluidos
deslocavam-se com a mesma velocidade real ("in situ"), comportando-se como uma
mistura. Os maiores gradientes de pressão encontravam-se na região de entrada do duto,
porém, quando o escoamento tornava-se completamente desenvolvido, os gradientes de
pressão tornavam-se constantes. Isto sugere a possibilidade de previsões de quedas de
pressão em dutos com maiores comprimentos. Foi verificada excentricidade do núcleo
de óleo causada pelo empuxo, a qual foi contrabalançada pelo gradiente de pressão,
exercido pela parede, na direção vertical. Verificou-se que as vazões volumétricas do ar
e do óleo pesado, e rugosidade da superfície do duto, exerceram forte influencia no
comportamento do escoamento e na queda de pressão. Concluiu-se que a modelagem
matemática utilizada foi adequada para representação física do escoamento trifásico
agua-óleo pesado-ar, uma vez que conseguiu predizer satisfatoriamente o
comportamento das quedas de pressão ao longo do escoamento, os perfis de velocidade
e a influencia da temperatura e da rugosidade do duto sobre o sistema. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.title |
Modelagem e simulação de escoamento anular de água-óleo pesado-ar em dutos horizontais. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2012-08-22 |
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dc.description.abstract |
In this work numerical simulation was employed to study the fluid dynamic behavior of
a three-phase flow system comprised by water-heavy oil- air. The focus was on the
transport of heavy oils and ultraviscous in horizontal pipelines, using the technique
"core annular flow" in isothermal and non -isothermal system. The mathematical model
used was non-homogeneous and Eulerian-Eulerian structure was employed to derive the
governing equations. Two models were considered in order to couple the terms of the
interfacial transfer of momentum: a mixture model in continuous phase (water-heavy
oil) and a particle model, for dispersed and continuous phases (air- heavy oil). Through
these models the influence of superficial velocity, volume fraction, roughness of the
pipeline, fluid thermophysical properties, flow pattern and pressure drop were then
investigated. The results obtained were compared with experimental data and showed
that the core-flow technique proved to be efficient for the transport of three-phase flows.
Findings showed that the fluids moved with same velocity (in situ), behaving as a
mixture. It was observed higher pressure gradients in the entrance region of the duct.
However, when the flow became fully developed (i.e. stable), the pressure gradients
became constant. Thus, this may allow estimates in pressure drops in pipes of greater
length. Findings showed that core oil eccentricity was caused by buoyancy. This
buoyancy was balanced by pressure gradient caused by duct wall in the vertical
direction. The volumetric flow of air and heavy fuel oil, and the surface roughness of
the pipe, exerted a strong influence on the behavior of the flow and pressure drop.
Conclusively, the mathematical approach was adequate for the physical representation
of the of three-phase flow water- heavy oil -air, as well it was able to predict pressure
drops along the flow, velocity profiles and the influences of temperature and duct
roughness on the system. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11452 |
|
dc.date.accessioned |
2020-02-03T14:44:36Z |
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dc.date.available |
2020-02-03 |
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dc.date.available |
2020-02-03T14:44:36Z |
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dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
NUNES, Flávio César Brito. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Modeling and simulation of annular flow of water-oil-heavy air in horizontal ducts. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
NUNES, Flávio César Brito. Modelagem e simulação de escoamento anular de água-óleo pesado-ar em dutos horizontais. 193f. (Tese de 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, 2012. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11452 |
pt_BR |