Caracterização do escoamento bifásico líquido-gás em golfadas em dutos verticais

• Autor(a) principal: Weigert, Mateus Collares
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10241
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS; Escoamento bifásico; Tubos - Dinâmica dos fluidos; Tubulação; Two-phase flow; Tubes - Fluid dynamics; Pipe lines

Escoamentos bifásicos líquido-gás ocorrem em vários ramos da indústria e dependendo da vazão das fases, das propriedades dos fluidos e da inclinação da tubulação o escoamento pode se apresentar em diferentes padrões, sendo o escoamento em golfadas o mais comum na indústria do petróleo. Para o aprimoramento dos processos, seleção e projeto de equipamentos envolvidos é importante prever as características deste tipo de escoamento, porém é um desafio devido à complexidade de interação entre as fases que se comportam de maneira intermitente no tempo e no espaço. Neste contexto, o objetivo da presente monografia é analisar a influência das vazões de gás e de líquido nos parâmetros característicos do escoamento bifásico de água-ar no padrão em golfadas em uma tubulação vertical. Os principais parâmetros característicos - velocidade e comprimento da bolha alongada, comprimento do pistão, fração de vazio e frequência de passagem das células unitárias - foram obtidos através das imagens de uma câmera com alta taxa de aquisição de imagens (125 fps) e utilizando o sensor de malha de eletrodos (Wire-Mesh Sensor). Os experimentos foram realizados numa bancada de testes instalada no LACIT (Laboratório de Ciências Térmicas-UTFPR) com uma altura de 3,9 metros e utilizando uma tubulação de 25,8 mm de diâmetro interno. Após o processamento dos dados foi verificado que o acréscimo na razão entre as velocidades superficiais das fases gerou o mesmo estímulo no comprimento da bolha alongada, no comprimento do pistão e na fração de vazio na região da bolha. Já a frequência de passagem da célula unitária elevou-se com o incremento na velocidade superficial do líquido e a velocidade da bolha alongada apresentou maiores valores quanto maior a velocidade superficial da mistura.