Aplicação de sensores de impedância para determinação de vazão em escoamento bifásico

• Autor(a) principal: Coutinho Filho, Abel Machado
• Data de Publicação: 2017
• Outros Autores: Sunaga, Guilherme Yudi, Gotz, Joelton Deonei
• 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/1/8221
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS; Sensoriamento remoto; Escoamento multifásico; Petróleo - Transporte; Indústria petrolífera; Medidores de fluxo; Automação; Remote sensing; Multiphase flow; Petroleum - Transportation; Flow meters; Petroleum, Industry and trade; Automation

Diante das perspectivas referentes ao descobrimento do Pré-Sal no Brasil, há um crescimento da demanda por tecnologias avançadas de instrumentação utilizadas na indústria petrolífera. Neste contexto, novas tecnologias de sensores têm sido desenvolvidas e disponibilizadas através de projetos de pesquisa, tendo como objetivo determinar com maior precisão e em tempo real parâmetros de monitoramento referentes à produção e ao transporte do petróleo. O presente trabalho propõe o estudo e aplicações do sensor wire-mesh, em conjunto com um tubo de Venturi, em escoamentos bifásicos, com o objetivo de estimar parâmetros individuais das fases do escoamento como fração de vazio, velocidade e vazão. Serão abordados experimentos utilizando técnicas tais como a correlação cruzada, a qual por meio de dois sensores wire-mesh dispostos na tubulação e espaçados entre si, busca-se avaliar a velocidade do gás. Tendo em vista as limitações dessa técnica diante de alguns tipos de escoamento, recorre-se ao uso do tubo de Venturi como alternativa para a continuidade da investigação proposta neste estudo. Além disso, quatro modelos baseados na equação clássica para o cálculo da vazão de escoamentos através de dispositivos deprimogênios são apresentados para o cálculo da vazão dos escoamentos bifásicos, nas condições testadas. Através de um circuito experimental, foram obtidos dados de velocidades superficiais das fases em cenários variados de um escoamento horizontal, levando em consideração o seu mapa de fluxo e desta forma viabilizando a determinação do sensor com a melhor resposta. A principal contribuição deste trabalho é, portanto, denotar os principais pontos positivos e negativos de cada dispositivo de medição de vazão avaliado e, assim, fundamentar o uso de cada um deles em cenários particulares no âmbito de escoamentos bifásicos. Como possível substituto do sensor wire-mesh, foi também preliminarmente testado um sensor em haste e sua eletrônica de operação, sendo este mais simples e menos intrusivo.