NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: LUIS RENATO MINCHOLA MORAN
Data de Publicação: 2007
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
Texto Completo: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@1
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@2
Resumo: Deposição de parafinas é um dos mais críticos problemas operacionais no transporte de óleo cru, nos dutos que operam em ambientes frios. Portanto, uma predição acurada da deposição de parafinas é crucial para o projeto eficiente de linhas submarinas. Infelizmente, a deposição de parafinas é um processo complexo e os mecanismos de deposição ainda não são bem compreendidos. Visando identificar a importância relativa dos diferentes mecanismos de deposição, dois deles foram investigados: Difusão Molecular e Browniana. Para determinar a quantidade de depósito, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia, concentração da mistura e concentração da parafina fora da solução foram resolvidas numericamente pelo método de volumes finitos. Um sistema de coordenadas móveis não ortogonais que se adapta a interface do depósito da parafina foi empregado. Apesar da obtenção de uma concordância razoável do perfil de depósito, obtido com os mecanismos selecionados no regime laminar, com resultados disponíveis na literatura, uma discrepância significativa foi observada durante o transiente. O emprego do mecanismo de difusão browniana levou a uma pequena melhora na predição da solução nas regiões sub- resfriadas. A influência do regime turbulento como o mecanismo de difusão molecular também foi investigado, empregando o modelo de turbulência para baixo Reynolds K- (Taxa de dissipação viscosa da energia cinética turbulenta).Os resultados obtidos apresentaram coerência física, com uma taxa menor de aumento do depósito com o tempo, pois a região próxima à interface com temperatura abaixo da temperatura de aparecimento de cristais é menor no regime turbulento.
id PUC_RIO-1_379613d77a8d2a118163021ae7ea0162
oai_identifier_str oai:MAXWELL.puc-rio.br:12097
network_acronym_str PUC_RIO-1
network_name_str Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
repository_id_str 534
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisNUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMSSIMULAÇÃO NUMÉRICA DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINA EM DUTOS DE PETRÓLEO: AVALIAÇÃO DOS MECANISMOS DE DIFUSÃO MOLECULAR E DIFUSÃO BROWNIANA2007-09-24ANGELA OURIVIO NIECKELE55012825772lattes.cnpq.br/6935503527357767LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO37015990768lattes.cnpq.br/2254453960245715GERALDO AFONSO SPINELLI M RIBEIROLUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDOANGELA OURIVIO NIECKELESERGIO LEAL BRAGA05994646741LUIS RENATO MINCHOLA MORANPONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIROPPG EM ENGENHARIA MECÂNICAPUC-RioBRDeposição de parafinas é um dos mais críticos problemas operacionais no transporte de óleo cru, nos dutos que operam em ambientes frios. Portanto, uma predição acurada da deposição de parafinas é crucial para o projeto eficiente de linhas submarinas. Infelizmente, a deposição de parafinas é um processo complexo e os mecanismos de deposição ainda não são bem compreendidos. Visando identificar a importância relativa dos diferentes mecanismos de deposição, dois deles foram investigados: Difusão Molecular e Browniana. Para determinar a quantidade de depósito, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia, concentração da mistura e concentração da parafina fora da solução foram resolvidas numericamente pelo método de volumes finitos. Um sistema de coordenadas móveis não ortogonais que se adapta a interface do depósito da parafina foi empregado. Apesar da obtenção de uma concordância razoável do perfil de depósito, obtido com os mecanismos selecionados no regime laminar, com resultados disponíveis na literatura, uma discrepância significativa foi observada durante o transiente. O emprego do mecanismo de difusão browniana levou a uma pequena melhora na predição da solução nas regiões sub- resfriadas. A influência do regime turbulento como o mecanismo de difusão molecular também foi investigado, empregando o modelo de turbulência para baixo Reynolds K- (Taxa de dissipação viscosa da energia cinética turbulenta).Os resultados obtidos apresentaram coerência física, com uma taxa menor de aumento do depósito com o tempo, pois a região próxima à interface com temperatura abaixo da temperatura de aparecimento de cristais é menor no regime turbulento.Wax deposition is one of the major critical operational problems in crude oil pipelines operating in cold environments. Therefore, accurate prediction of the wax deposition is crucial for the efficient design of subsea lines. Unfortunately, wax deposition is a complex process for which the mechanisms are still not fully understood. Aiming at the identification of the relative importance of the different deposition mechanisms, two of them were investigated: Molecular and Brownian Diffusion. To determine the amount of deposit, the conservation equations of mass, momentum, energy, concentration of the mixture and wax concentration outside the solution were numerically solved with the finite volume method. A non-orthogonal moving coordinate system that adapts to the wax interface deposit geometry was employed. Although for the laminar regime, the deposition profile predicted with the selected deposition mechanisms presented a reasonable agreement with available literature results for the steady state regime, a significant discrepancy was observed during the transient. The employment of the Brownian diffusion mechanism led to only a small improvement in the transient solution prediction in sub-cooled regions. The influence of the turbulent regime with the Molecular diffusion mechanism was also investigated by employing the Low Reynolds ê−turbulence model. The results obtained were physically coherent, presenting a smaller deposit thickness, since the region with temperature below the wax appearance temperature is smaller in the turbulent regime.PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIROCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIORhttps://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@1https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@2porreponame:Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)instacron:PUC_RIOinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-11-01T12:59:00Zoai:MAXWELL.puc-rio.br:12097Repositório InstitucionalPRIhttps://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/ibict.phpopendoar:5342019-07-09T00:00Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell) - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)false
dc.title.en.fl_str_mv NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
dc.title.alternative.pt.fl_str_mv SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINA EM DUTOS DE PETRÓLEO: AVALIAÇÃO DOS MECANISMOS DE DIFUSÃO MOLECULAR E DIFUSÃO BROWNIANA
title NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
spellingShingle NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
LUIS RENATO MINCHOLA MORAN
title_short NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
title_full NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
title_fullStr NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
title_full_unstemmed NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
title_sort NUMERICAL SIMULATION OF WAX DEPOSITION IN PETROLEUM LINES: ASSESSEMENT OF MOLECULAR DIFFUSION AND BROWNIAN DIFFUSION MECHANISMS
dc.creator.Lattes.none.fl_str_mv
author LUIS RENATO MINCHOLA MORAN
author_facet LUIS RENATO MINCHOLA MORAN
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv ANGELA OURIVIO NIECKELE
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv 55012825772
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv lattes.cnpq.br/6935503527357767
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv 37015990768
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv lattes.cnpq.br/2254453960245715
dc.contributor.referee1.fl_str_mv GERALDO AFONSO SPINELLI M RIBEIRO
dc.contributor.referee2.fl_str_mv LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
dc.contributor.referee3.fl_str_mv ANGELA OURIVIO NIECKELE
dc.contributor.referee4.fl_str_mv SERGIO LEAL BRAGA
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 05994646741
dc.contributor.author.fl_str_mv LUIS RENATO MINCHOLA MORAN
contributor_str_mv ANGELA OURIVIO NIECKELE
LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
GERALDO AFONSO SPINELLI M RIBEIRO
LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
ANGELA OURIVIO NIECKELE
SERGIO LEAL BRAGA
description Deposição de parafinas é um dos mais críticos problemas operacionais no transporte de óleo cru, nos dutos que operam em ambientes frios. Portanto, uma predição acurada da deposição de parafinas é crucial para o projeto eficiente de linhas submarinas. Infelizmente, a deposição de parafinas é um processo complexo e os mecanismos de deposição ainda não são bem compreendidos. Visando identificar a importância relativa dos diferentes mecanismos de deposição, dois deles foram investigados: Difusão Molecular e Browniana. Para determinar a quantidade de depósito, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia, concentração da mistura e concentração da parafina fora da solução foram resolvidas numericamente pelo método de volumes finitos. Um sistema de coordenadas móveis não ortogonais que se adapta a interface do depósito da parafina foi empregado. Apesar da obtenção de uma concordância razoável do perfil de depósito, obtido com os mecanismos selecionados no regime laminar, com resultados disponíveis na literatura, uma discrepância significativa foi observada durante o transiente. O emprego do mecanismo de difusão browniana levou a uma pequena melhora na predição da solução nas regiões sub- resfriadas. A influência do regime turbulento como o mecanismo de difusão molecular também foi investigado, empregando o modelo de turbulência para baixo Reynolds K- (Taxa de dissipação viscosa da energia cinética turbulenta).Os resultados obtidos apresentaram coerência física, com uma taxa menor de aumento do depósito com o tempo, pois a região próxima à interface com temperatura abaixo da temperatura de aparecimento de cristais é menor no regime turbulento.
publishDate 2007
dc.date.issued.fl_str_mv 2007-09-24
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@1
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@2
url https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@1
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=12097@2
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
dc.publisher.program.fl_str_mv PPG EM ENGENHARIA MECÂNICA
dc.publisher.initials.fl_str_mv PUC-Rio
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)
instacron:PUC_RIO
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)
instacron_str PUC_RIO
institution PUC_RIO
reponame_str Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
collection Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell) - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1748324898281881600