Avaliação da insolação em poços termométricos no cômputo da vazão na condição de referência

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Capistrano, Igor Martins Pimentel
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/12362
Resumo: The flare gas flow measurement shall be reported in the standard measurement condition (reference condition). Obtaining the flow in the standard measurement condition depends on the temperature of the fluid flow, which is obtained by a temperature sensor and with the aid of a thermowell inserted in the flow. The objective of this work is to evaluate the effect of insolation in thermowells, analyze the temperature difference measured by the sensor and the actual temperature of the fluid due to the incidence of solar radiation in the wells and verify this difference in the conversion of the flow to the reference condition. The most relevant and current studies on the subject are presented, in addition to a review of the standards related to the thermowell. A fin model for the thermowell is proposed in order to obtain the temperature profile from a mathematical model; numerical simulations are presented under different operating conditions; the results of experiments performed with a thermowell available in the laboratory are presented and, finally, the comparison between the three approaches. The results indicate that the experiments were carried out at speeds similar to the operational condition in flare gas installations, the temperature profiles obtained from the numerical simulations showed maximum differences of 2% in relation to the experimental data, the fin effect suffered by the thermowell can change by 0.5% the flow measurement in the reference condition and when considering that the uncertainty of the flare gas flow can reach 5%, according to the Brazilian legislation, then this effect corresponds to 10%, approximately, of the uncertainty allowed by legislation.
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spelling Ramos, Rogeriohttps://orcid.org/0000000344932435http://lattes.cnpq.br/2975022316691139Capistrano, Igor Martins Pimentelhttps://orcid.org/0009-0002-1594-8331http://lattes.cnpq.br/2190931918481062Lima, Joao Alves deMartins, Ramon Silva2024-05-29T20:55:11Z2024-05-29T20:55:11Z2023-07-31The flare gas flow measurement shall be reported in the standard measurement condition (reference condition). Obtaining the flow in the standard measurement condition depends on the temperature of the fluid flow, which is obtained by a temperature sensor and with the aid of a thermowell inserted in the flow. The objective of this work is to evaluate the effect of insolation in thermowells, analyze the temperature difference measured by the sensor and the actual temperature of the fluid due to the incidence of solar radiation in the wells and verify this difference in the conversion of the flow to the reference condition. The most relevant and current studies on the subject are presented, in addition to a review of the standards related to the thermowell. A fin model for the thermowell is proposed in order to obtain the temperature profile from a mathematical model; numerical simulations are presented under different operating conditions; the results of experiments performed with a thermowell available in the laboratory are presented and, finally, the comparison between the three approaches. The results indicate that the experiments were carried out at speeds similar to the operational condition in flare gas installations, the temperature profiles obtained from the numerical simulations showed maximum differences of 2% in relation to the experimental data, the fin effect suffered by the thermowell can change by 0.5% the flow measurement in the reference condition and when considering that the uncertainty of the flare gas flow can reach 5%, according to the Brazilian legislation, then this effect corresponds to 10%, approximately, of the uncertainty allowed by legislation.A medição de vazão de gás de flare deve ser relatada na condição padrão de medição (condição de referência). A obtenção da vazão na condição padrão de medição depende da temperatura do escoamento do fluido, que é obtida por um sensor de temperatura e com o auxílio de um poço termométrico inserido no escoamento. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da insolação em poços termométricos, analisar a diferença de temperatura medida pelo sensor e a real temperatura do fluido devido à incidência da radiação solar nos poços e averiguar essa diferença na conversão da vazão para a condição de referência. São apresentados os estudos mais relevantes e atuais sobre o tema, além de uma revisão sobre as normas relacionadas ao poço termométrico. É proposto um modelo de aleta para o poço termométrico a fim de obter o perfil de temperatura a partir de um modelo matemático; são apresentadas simulações numéricas em diferentes condições de operação; são apresentados os resultados dos experimentos realizados com um poço termométrico disponível no laboratório e, por fim, a comparação entre as três abordagens. Os resultados indicam que os experimentos foram realizados em velocidades semelhantes à condição operacional em instalações de gás de flare, os perfis de temperatura obtidos a partir das simulações numéricas apresentaram diferenças máximas de 2% em relação aos dados experimentais, o “efeito aleta” sofrido pelo poço termométrico pode alterar em 0,5% a medição da vazão na condição de referência e ao considerar que a incerteza da vazão de gás de flare pode alcançar 5%, de acordo com a legislação brasileira, então este efeito corresponde à 10%, aproximadamente, da incerteza permitida por legislação.Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Petróleo Brasileiro S A (Petrobras)Texthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/12362porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFESBRCentro TecnológicoEngenharia MecânicaPoço termométricoEfeito aletaGás de flareSimulação numéricaAvaliação da insolação em poços termométricos no cômputo da vazão na condição de referênciainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALIgorMartinsPimentelCapistrano-2023-Trabalho.pdfapplication/pdf26994751http://repositorio.ufes.br/bitstreams/268f5749-b2a9-4ebd-8364-47b4102d2c51/downloadacb65ce85c1bf483401b8e8ac14e99c9MD5110/123622024-08-21 09:40:50.219oai:repositorio.ufes.br:10/12362http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:53:55.016048Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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