Simulação da dinâmica não isotérmica do escoamento de gás natural

• Autor(a) principal: Cordeiro, Felipe Barbosa
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/18608
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA; Gás natural; Modelo matemático; Gasodutos; Instrumentos de medição; Controle de processos

O escoamento de gás em redes de gasodutos é inerentemente dinâmico, dado os frequentes distúrbios nas condições de operação do gasoduto. Portanto, os trabalhos que assumem a validade da hipótese do estado estacionário não podem ser usados em diversas aplicações transientes. Assume-se também que as propriedades do gás (densidade, calor específico, condutividade térmica e composição) permanecem constantes durante o escoamento. Entretanto, deve-se notar que a densidade do gás exerce um efeito direto sobre a velocidade do gás e sobre os cálculos de perda de carga. Adicionalmente, sabe-se que o gás natural é uma mistura complexa de hidrocarbonetos, cuja composição está sujeita a flutuações naturais e dependem das condições de alimentação. A modificação da composição do gás certamente afeta as propriedades do fluido. Finalmente, os efeitos da transferência de calor são geralmente desprezados durante a modelagem das redes de gasodutos, que podem levar a severas limitações do modelo quando há variações nas temperaturas do ambiente e na temperatura de operação no transporte do gás natural. Modelos dinâmicos de gasodutos têm sido recentemente propostos por diferentes autores e resolvidos numericamente. Porém, em todos estes casos, algumas limitações do modelo já citadas foram introduzidas dentro das suas propostas. Por esta razão, o principal objetivo deste trabalho é a apresentação de um modelo matemático rigoroso para representar o escoamento não isotérmico do gás natural em gasodutos e um estudo de reconciliação de dados para aplicação em tempo real. O Modelo baseia-se nos balanços de massa, energia e quantidade de movimento e na determinação rigorosa das propriedades do gás ao longo do escoamento.