Análise da dinâmica de uma bolha de gás em uma bomba centrífuga

• Autor(a) principal: Sabino, Renzo Harkov Gutierrez
• Data de Publicação: 2015
• 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/1/2001
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS; Gás - Industria; Bomba centrífuga; Arrasto (Aerodinâmica); Modelagem - matemática; Gas industry; Centrifugal pumps; Drag (Aerodynamics); Modelyng - Mathematics

A indústria petrolífera utiliza diversos tipos de bombas conforme a natureza da operação ou a fase do processamento considerada. Entretanto, devido às condições nas quais opera esse tipo de indústria, óleo e gás podem ser produzidos simultaneamente, o que constitui uma questão de escoamento bifásico. A presença de gás em canais de bombas centrífugas prejudica significativamente o seu funcionamento, degradando a capacidade de elevação. As pesquisas relacionadas ao escoamento bifásico em bombas centrífugas centram seus estudos na avaliação da influência de condições operacionais, tais como a fração de vazio, rotação do rotor e pressão de entrada, no desempenho global da bomba. Essa influência, entretanto, é condicionada ao padrão de escoamento bifásico no interior do equipamento. Nesse cenário, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o escoamento bifásico nos canais de uma bomba centrífuga mediante o comportamento de uma bolha isolada no meio líquido em rotação. Para isso, foi construída uma bancada experimental no laboratório do NUEM. A carcaça da bomba e o rotor do primeiro estágio originais foram substituídos por outros de material transparente a fim de permitir a visualização das bolhas no interior do canal do rotor. Em particular, pretende-se seguir o movimento de bolhas isoladas nos canais do rotor, como forma de identificar seus caminhos preferenciais, para avaliar suas velocidades ponto a ponto. Além disso, foi desenvolvido um estudo numérico como forma de obter as velocidades do líquido e pressão estática ao longo do canal, utilizando as posições das bolhas obtidas experimentalmente. Um modelo algébrico utilizou os dados numéricos e experimentais para calcular o coeficiente de arrasto e a força de arrasto segundo diferentes condições operacionais.