Estudo numérico do escoamento bifásico líquido-gás em uma bomba centrífuga submersa

• Autor(a) principal: Dunaiski, Rafael
• Data de Publicação: 2013
• 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/1/10335
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS; Bombas centrífugas; Escoamento multifásico; Métodos de simulação; Centrifugal pumps; Multiphase flow; Simulation methods

Na indústria do petróleo frequentemente se faz necessário o uso de métodos de elevação artificial. Um dos principais métodos de elevação artificial é a utilização de bombas centrífugas submersas (BCS), sistema no qual uma sequência de estágios de rotor e difusor de bomba centrífuga adiciona energia ao fluido promovendo incremento de pressão. No entanto o escoamento é multifásico, sendo que para propósitos de estudo este escoamento pode ser reduzido a bifásico com uma fase líquida e uma gasosa. Este é um desafio que se apresenta para a utilização de BCS visto que a bomba centrífuga não é projetada para operar na presença da fase gasosa. Alguns inconvenientes incorrem deste fato, como a diminuição da eficiência do sistema e o aparecimento do fenômeno de surging, onde o acúmulo de gás leva a uma queda abrupta do incremento de pressão fornecido pelo rotor. É de fundamental importância então para a indústria do petróleo o estudo destes fenômenos e como os mesmos afetam o funcionamento do sistema. Existem diversas abordagens para o estudo deste tipo de escoamento, sendo que neste trabalho é adotada a simulação numérica utilizando o programa de dinâmica dos fluidos computacional ANSYS-CFX. A partir da geometria de uma BCS Reda GN- 7000 em CAD são geradas malhas computacionais que são utilizadas para realizar a simulação numérica do escoamento. Com estes resultados numéricos são levantadas as curvas de desempenho e de eficiência da bomba e também são apresentados os campos de escoamento e de pressão. É então realizada uma análise da influência da fase gasosa no escoamento na BCS.