Análise numérica do termo de interação entre fluido e meio poroso formado por geometrias constritivas

• Autor(a) principal: Sá Neto, Eduardo Cavalcanti de Albuquerque
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/14691
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Fluidodinâmica computacional; Acidificação de matriz; Fluido newtoniano; Fluido power-law; Termo fonte

A solução numérica de poços porosos pode ser obtida com base na teoria de misturas, na sua forma simplificada. Para isso deve-se determinar um termo fonte de interação do fluido com o meio poroso. Deste modo, o objetivo deste trabalho é determinar o comportamento desse termo para um determinado padrão de poro, em escala de poro. Para isso, foi proposto um padrão de poro cilíndrico com constrições abruptas (um súbita contração seguida de uma súbita expansão). Cinco graus de constrição foram avaliados. Considerou-se escoamento de fluido newtoniano e não-newtoniano, dos tipos pseudo-plástico e dilatante, modelados pela lei da potência. Três diferentes valores de Reynolds em escala de poro foram avaliados, de modo que em todos o escoamento ocorresse em regime laminar. O termo fonte foi relacionado à força exercida pelo fluido sobre a parede do poro. As soluções foram obtidas através de simulações numéricas, usando fluidodinâmica computacional (CFD), sendo realizadas no total 135 simulações no programa de CFD de código aberto OpenFOAM®. Os resultados indicaram variação linear do termo fonte adimensionalizado com o número de Reynolds em escala log-log, com o coeficiente angular comum à qualquer tipo de fluido e grau de constrição e com o coeficiente linear dependente da reologia do fluido e do grau de constrição do poro. Resultados ainda mostram que as correlações obtidas independem do raio do cilindro de mesmo volume, inclusive para os poros com constrição. Estes resultados podem ser incorporados à uma matriz de dados que forneceria o termo fonte de interação fluido-meio poroso para diferentes cenários, permitindo simulações numéricas de escoamentos ácidos em meios porosos de rochas carbonáticas em escala industrial.