Sistema multi sensor baseado em impedância elétrica para medição de parâmetros associados ao escoamento líquido-gás-intermitente

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leite, Jórdan Venâncio, 1993-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17511
Resumo: Orientador: Niederauer Mastelari
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spelling Sistema multi sensor baseado em impedância elétrica para medição de parâmetros associados ao escoamento líquido-gás-intermitenteMulti-sensor system based on electrical impedance for measuring parameters associated with the liquid-gas-intermittent flowImpedância elétricaElectrical impedanceOrientador: Niederauer MastelariDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: O escoamento bifásico gás-líquido é um fenômeno complexo que ocorre em diversos processos da indústria do petróleo, na indústria química, de geração de energia, no transporte conjunto de gás natural e óleo em tubulações de indústrias petrolíferas, na geração de vapor em usinas termoelétricas, em reatores químicos e nucleares. Alguns dos parâmetros mais importantes do escoamento bifásico gás-líquido do tipo intermitente são: fração de vazio e holdup, velocidade do pistão de líquido, velocidade das bolhas de Taylor e suas flutuações, a frequência e o comprimento do pistão de líquido e das bolhas de Taylor. A medida precisa destes parâmetros ainda se mostra um desafio, muito pela complexidade do fenômeno, e também devido aos problemas da instrumentação envolvida, tais como: dificuldade de acesso, e/ou sensores intrusivos alterando o processo, não linearidades nas medições, obtenção de forma indireta dos valores implicando em incertezas altas para os padrões desejados, ruídos e interferências, tempo de resposta baixos, entre outros. Para solucionar estas restrições, pode-se utilizar vários sensores para obter menores incertezas nas medições de parâmetros deste tipo de escoamento utilizando arranjos de sensores por impedância montados sobre um aparato experimental, onde sensores resistivos e capacitivos foram especialmente projetados e construídos. Para isto, foi desenvolvido um sistema de medidas para escoamentos bifásicos pistonados verticais intermitentes baseados em arranjos de sensores de impedância para a medida vários parâmetros em escoamento intermitente. O sistema de medidas tem o objetivo de descrever o escoamento usando os seguintes parâmetros: fração de vazio, velocidade média de ascensão das bolhas de Taylor, e a relação entre o período de passagem da bolha de Taylor pelo tempo de passagem da unidade completa, definida como parâmetro intermitente ?. Além dos sensores de impedância utilizados, foram obtidas imagens dos ensaios através de uma câmera de alta velocidade, com a finalidade de confirmar o padrão de escoamento intermitente tipo golfadas estudadoAbstract: The two-phase gas-liquid flow is a complex phenomenon that occurs in several processes in the oil industry, in the chemical industry, in power generation, in the combined transport of natural gas and oil in pipelines of oil industries, in the generation of steam in thermoelectric power plants, in chemical and nuclear reactors. Some of the most important parameters of the intermitent two-phase gas-liquid flow are: void fraction and holdup, velocity of the liquid slug, velocity of the elongated bubbles, also called Taylor bubbles and their fluctuations, the frequency and length of the liquid slug and the elongated bubbles. The precise measurement of these parameters remains a challenge, largely due to the complexity of the phenomenon, and also due to the problems of the instrumentation involved, such as: difficulty of access, and/or intrusive sensors altering the process, non-linearities in measurements, indirect obtaining of values implying high uncertainties for the desired standards, noise and interference, low response time, among others. To solve these restrictions, several sensors can be used to obtain lower uncertainties in the measurements of the parameters of this type of flow, using impedance sensor arrays mounted on an experimental apparatus, where resistive and capacitive sensors were specially designed and built. For this, a measurement system for intermittent vertical two-phase slug flows based on impedance sensor arrays was developed to measure several parameters in intermittent flow. The measurement system aims to describe the flow using the following parameters: void fraction, average rate of rise of the Taylor bubbles, and the ratio between the period of passage of the Taylor bubble by the time of passage of the complete unit, defined as an intermitent parameter ?. In addition to the impedance sensors used, images of the tests were obtained using a high-speed camera, in order to confirm the studied intermittent slug flow patternAbertoMestradoMecatrônicaMestre em Engenharia MecânicaCAPES001[s.n.]Mastelari, Niederauer, 1961-Fujiwara, EricReis, Emerson dosUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLeite, Jórdan Venâncio, 1993-20232023-09-04T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (157 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/17511LEITE, Jórdan Venâncio. Sistema multi sensor baseado em impedância elétrica para medição de parâmetros associados ao escoamento líquido-gás-intermitente. 2023. 1 recurso online (157 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17511. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1384716Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1384716Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-05-17T15:15:21Zoai::1384716Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-05-17T15:15:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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