Tese: Modelo de Mistura líquido-sólido Unidimensional com base Termodinâmica para prever Deposição de Parafina
Aluno(a) : Fabio Gaspar Santos JuniorOrientador(a): Angela Nieckele e Ivan Aguilar
Área de Concentração: Termociências
Data: 11/10/2021
Link para tese/dissertação: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.56556
Resumo: A deposição de parafina é um dos principais problemas quando se trata de garantia de escoamento. O fluido que sai quente dos reservatórios é transportado por tubulações que trocam calor com o ambiente frio. Quando o fluido atinge temperaturas abaixo da TIAC (Temperatura Inicial de Aparecimento de Cristais), partículas de sólido se precipitam. Isto causa não só aumento da viscosidade, mas também a formação de depósito nas paredes da tubulação, diminuindo a seção livre de escoamento e levando a um aumento da potência necessária para o deslocamento do fluido, ou até mesmo obstruindo totalmente a tubulação, resultando em um grande esforço de manutenção e causando grandes perdas de capital. Este problema é bastante recorrente, sendo assim, prever a deposição da parafina é crucial para projetos e operações de tubulações, sendo preciso desenvolver modelos numéricos que forneçam resultados de forma acurada e eficiente. Considerando que as tubulações são muito longas, o presente trabalho propõe um modelo hidrodinâmico unidimensional, com um modelo bidimensional de transferência de calor obtido através de um processo de marcha ao longo do duto. Todas as propriedades e fração volumétrica de sólido são determinadas em função da composição do fluido, pressão e temperatura, a partir de interpolações de tabelas criadas com um modelo termodinâmico em uma etapa de pré-processamento. O modelo considera a existência de depósito na parede da tubulação quando a fração de volume de sólido é igual ou maior do que 2 %. A modelagem proposta foi avaliada em diferentes situações, em escala laboratorial e de campo, apresentando dados de temperatura, pressão e espessura do depósito com concordância razoável com dados da literatura, mostrando que a modelagem implementada reproduz satisfatoriamente o comportamento físico do fenômeno de deposição de parafina.