Análise do escoamento viscoso em uma bomba ejetora

• Autor(a) principal: Becker, Bruno Rafael
• Data de Publicação: 2015
• 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/1/10366
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA; Bombas hidráulicas; Métodos de simulação; Fluxo viscoso; Método dos elementos finitos; Engenharia mecânica; Pumping machinery; Simulation methods; Viscous flow; Finite element method; Mechanical engineering

Bombas ejetoras são consideradas como bombas auxiliares no transporte de fluidos e são projetadas para uma variedade de situações na indústria de petróleo e gás. Elas são usadas de maneira convencional na extração de petróleo e gás, bem como em aplicações mais complicadas, como poços com revestimento defeituoso ou frágil. Uma bomba ejetora não requer indução mecânica e, portanto, oferece alta confiabilidade. Ejetores são conhecidos por funcionar de forma simples e robusta, com mínimo desgaste e necessidade de manutenção. A grande vantagem do ejetor é que não existem partes móveis em sua composição, sendo por isso capaz de trabalhar em áreas remotas e em condições extremas. Com o intuito de entender a dinâmica do fluido em seu interior e o seu funcionamento, no presente trabalho estuda-se o comportamento do escoamento viscoso em uma bomba ejetora. Para a modelagem do escoamento, será utilizada uma abordagem matemática Euleriana em conjunto com equações constitutivas para trocas interfaciais de duas fases líquidas. Para a modelagem numérica, utiliza-se o Método dos Volumes Finitos baseado em Elementos com uma formulação completamente implícita. As equações discretizadas são resolvidas pelo programa de dinâmica dos fluidos computacional ANSYS-CFX 14.5. Foram realizados testes com malhas de duas e três dimensões e os resultados são validados com dados experimentais existentes na literatura aberta. A partir dos resultados numéricos, é analisada a influência do escoamento viscoso no desempenho do ejetor. Também são avaliados os principais parâmetros que ajudam no projeto de um ejetor, como por exemplo, vazões, alturas manométricas e pressões das fases viscosas em função da variável geométrica da razão de área entre bocal e garganta.