Visualização do reinício de escoamento de material elastoviscoplastico em tubo circular
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Data de Publicação: | 2016 |
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/1/10518 |
Resumo: | Fluidos viscoplásticos são observados em diversos processos produtivos, destacando-se os problemas relacionados à extração de petróleo com alto teor de parafina a baixas temperaturas e perfuração de poços de petróleo. Esses materiais possuem uma tensão limite de escoamento, a qual deve ser superada para que ocorra novamente o escoamento e o material apresente comportamento predominantemente viscoso. Assim, tem-se como objetivo visualizar os fenômenos associados ao reinício de fluido gelificado dentro de um tubo circular e transparente, associando a tensão limite de escoamento do material e a pressão aplicada. Para isso, propõe-se construir uma bancada experimental que possibilite avaliar os fenômenos associados ao reinício de escoamento de fluidos com tensão limite de escoamento, utilizando-se uma dispersão comercial de Carbopol® como material gelificado. A aplicação da pressão para deslocamento do fluido ocorre através da pressão hidrostática de um óleo hidráulico com viscosidade newtoniana e imiscível ao gel, contido em um reservatório a uma determinada altura. Desta forma, são aplicadas três faixas de tensão de cisalhamento na parede, considerando a tensão limite de escoamento do material, medida em um reômetro. Os resultados obtidos com o auxílio de uma filmadora passam por um pós-processamento de imagem, de maneira a se obter uma relação entre a pressão aplicada e a presença ou não de deslocamentos do fluido gelificado. Com isso é possível verificar a potencialidade da bancada em relacionar os diferentes níveis de tensão com o deslocamento do material gelificado, sugerindo alterações possíveis de forma a melhorar os resultados. |
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2020-11-12T18:50:03Z2020-11-12T18:50:03Z2016-11-30MANENTI JUNIOR, Silvio. Visualização do reinicio de escoamento de material elastoviscoplastico em tubo circular. 2016. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10518Fluidos viscoplásticos são observados em diversos processos produtivos, destacando-se os problemas relacionados à extração de petróleo com alto teor de parafina a baixas temperaturas e perfuração de poços de petróleo. Esses materiais possuem uma tensão limite de escoamento, a qual deve ser superada para que ocorra novamente o escoamento e o material apresente comportamento predominantemente viscoso. Assim, tem-se como objetivo visualizar os fenômenos associados ao reinício de fluido gelificado dentro de um tubo circular e transparente, associando a tensão limite de escoamento do material e a pressão aplicada. Para isso, propõe-se construir uma bancada experimental que possibilite avaliar os fenômenos associados ao reinício de escoamento de fluidos com tensão limite de escoamento, utilizando-se uma dispersão comercial de Carbopol® como material gelificado. A aplicação da pressão para deslocamento do fluido ocorre através da pressão hidrostática de um óleo hidráulico com viscosidade newtoniana e imiscível ao gel, contido em um reservatório a uma determinada altura. Desta forma, são aplicadas três faixas de tensão de cisalhamento na parede, considerando a tensão limite de escoamento do material, medida em um reômetro. Os resultados obtidos com o auxílio de uma filmadora passam por um pós-processamento de imagem, de maneira a se obter uma relação entre a pressão aplicada e a presença ou não de deslocamentos do fluido gelificado. Com isso é possível verificar a potencialidade da bancada em relacionar os diferentes níveis de tensão com o deslocamento do material gelificado, sugerindo alterações possíveis de forma a melhorar os resultados.Viscoplastic fluids are observed in several industrial processes. Particularly, waxy crude oils flows at low temperature and drilling operations are of singular importance to the Brazilian industry. These fluids have a yield stress limit that must be surpassed to restart the flow. Therefore, the aim of the present work is to visualize the interface and the associated phenomena to the restart flow of a gelled fluid in a transparent tube, relating the pressure required to break the structure and the correspondent wall shear stress. For this purpose, an experimental apparatus is proposed to evaluate and visualize the interface breakage, using a commercial dispersion of Carbopol® as fluid test. The displacement of the gel is the result of a hydrostatic pressure applied by immiscible and Newtonian hydraulic oil in a reservoir with height control. Thus, three shear stress bands are applied considering the material yield limit stress. The results were obtained using a camera with image post-processing, making possible to obtain a relation between the pressure applied and fluid displacement rate. So it’s possible to verify the high potentiality of the experimental apparatus, relating the different levels of pressure with the gelled material displacement, with suggestions to improve the results.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaGraduação em Engenharia ElétricaUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSEscoamento multifásicoCisalhamentoDinâmica dos fluidosTubos - Dinâmica dos fluidosPressão hidrostáticaEngenharia mecânicaMultiphase flowShear (Mechanics)Fluid dynamicsTubes - Fluid dynamicsHydrostatic pressureMechanical engineeringVisualização do reinício de escoamento de material elastoviscoplastico em tubo circularRestart flow visualisation of elasto-viscoplastic material in tubeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCuritibaFranco, Admilson TeixeiraGermer, Eduardo MatosFernandes, Rubens RosarioFranco, Admilson TeixeiraGermer, Eduardo MatosFernandes, Rubens RodriguesErthal, Raul HenriqueManenti Junior, Silvioinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_DAMEC_2016_2s_57.pdfapplication/pdf1346081http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10518/1/CT_DAMEC_2016_2s_57.pdfda7b90eccbc7cd31074474c7342f1372MD51LICENSElicense.txttext/plain1290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10518/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTCT_DAMEC_2016_2s_57.pdf.txtExtracted texttext/plain109959http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10518/3/CT_DAMEC_2016_2s_57.pdf.txt0baeed10706be33e5155f43c6282cac6MD53THUMBNAILCT_DAMEC_2016_2s_57.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1241http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10518/4/CT_DAMEC_2016_2s_57.pdf.jpgeea458400e802581b3c51947551b055bMD541/105182020-11-12 16:50:04.388oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-12T18:50:04Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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Fluidos viscoplásticos são observados em diversos processos produtivos, destacando-se os problemas relacionados à extração de petróleo com alto teor de parafina a baixas temperaturas e perfuração de poços de petróleo. Esses materiais possuem uma tensão limite de escoamento, a qual deve ser superada para que ocorra novamente o escoamento e o material apresente comportamento predominantemente viscoso. Assim, tem-se como objetivo visualizar os fenômenos associados ao reinício de fluido gelificado dentro de um tubo circular e transparente, associando a tensão limite de escoamento do material e a pressão aplicada. Para isso, propõe-se construir uma bancada experimental que possibilite avaliar os fenômenos associados ao reinício de escoamento de fluidos com tensão limite de escoamento, utilizando-se uma dispersão comercial de Carbopol® como material gelificado. A aplicação da pressão para deslocamento do fluido ocorre através da pressão hidrostática de um óleo hidráulico com viscosidade newtoniana e imiscível ao gel, contido em um reservatório a uma determinada altura. Desta forma, são aplicadas três faixas de tensão de cisalhamento na parede, considerando a tensão limite de escoamento do material, medida em um reômetro. Os resultados obtidos com o auxílio de uma filmadora passam por um pós-processamento de imagem, de maneira a se obter uma relação entre a pressão aplicada e a presença ou não de deslocamentos do fluido gelificado. Com isso é possível verificar a potencialidade da bancada em relacionar os diferentes níveis de tensão com o deslocamento do material gelificado, sugerindo alterações possíveis de forma a melhorar os resultados. |
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