Análise experimental do gradiente de pressão de um escoamento bifásico horizontal ar-água em tubos corrugados

• Autor(a) principal: Santana, Ana Luiza Beltrão
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• 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/1/4279
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Engenharia térmica; Escoamento bifásico; Indústria petrolífera; Pressão; Métodos de simulação; Tubos - Dinâmica dos fluidos; Engenharia mecânica; Heat engineering; Two-phase flow; Petroleum, Industry and trade; Pressure; Simulation methods; Tubes - Fluid dynamics; Mechanical engineering; Engenharia Mecânica

A indústria petrolífera utiliza tubos flexíveis em suas linhas de produção devido às suas características estruturais de baixa rigidez à flexão, o que facilita o processo de instalação quando comparados aos tubos rígidos. Os tubos flexíveis são compostos por várias camadas de materiais metálicos e não metálicos onde cada camada tem uma função específica. A camada mais interna dos tubos flexíveis, conhecida como camada intertravada ou camada corrugada, possui cavidades que são espaçadas entre si por uma distância constante e são essas cavidades que são responsáveis pelas características de flexibilidade desses tubos. A presença das cavidades nos tubos flexíveis proporciona alterações dinâmicas no escoamento, como por exemplo, alterações no gradiente de pressão, que é um parâmetro essencial para o projeto e dimensionamento de equipamentos, e necessita de predições confiáveis. Estudos presentes na literatura avaliam o gradiente de pressão para o escoamento bifásico em tubos lisos, contudo existe uma carência de estudos para o escoamento bifásico em tubos corrugados com diferentes características geométricas de cavidade. Neste cenário, o presente trabalho desenvolveu um estudo experimental para avaliar a influência da largura das cavidades de tubos corrugados com diferentes diâmetros internos no gradiente de pressão de um escoamento horizontal bifásico ar-água no padrão de escoamento golfadas, à temperatura e pressão ambiente. Foram utilizados três diferentes diâmetros internos de tubulação (26, 40,8 e 50 mm) e três larguras de cavidades (1,2, 1,6 e 2,0 mm). Observou-se que o gradiente de pressão do escoamento bifásico ar-água aumenta com o aumento da largura das cavidades do tubo corrugado e, a partir de uma regressão dos dados experimentais, uma nova correlação para o fator multiplicador de Lockhart e Martinelli foi proposta. A correlação possui uma concordância satisfatória, com desvios percentuais médios de 10% quando comparados contra os dados experimentais.