Tese: Simulação do regime intermitente em tubulações horizontais com transferência de calor utilizando o Modelo de Dois Fluidos
Aluno(a) : Eugenio Fredericci SimíõesOrientador(a): Angela Nieckele e João Neuenschwander
Área de Concentração: Termociências
Data: 27/07/2012
Resumo: O estudo de escoamentos multifásicos é de particular interesse para a indústria petrolífera offshore. Este fenômeno ocorre usualmente nos fluxos advindos dos poção produtores, e tem considerável impacto no projeto dos sistemas de produção e na estratégia de operação – especialmente nos cenários de águas profundas ou com longos tie-backs, em que as questões de garantia de escoamento sío críticas. Neste trabalho, um escoamento bifásico intermitente de ar-água em uma tubulação horizontal com transferência de calor é estudado. Para tanto, um código 1D nío-isotérmico do tipo slugcapturing é desenvolvido, baseado no Modelo de Dois Fluidos, e a solução numérica é obtida através do método de volumes finitos. Um estudo é desenvolvido para verificar a influência do comprimento do duto e da inserção de um ruído branco na entrada do duto. Para o comprimento da tubulação, as variáveis térmicas apresentaram pouca influência, contudo é observado um crescimento das golfadas com o aumento da tubulação. É demonstrado que é possível reduzir o comprimento necessário para a formação das golfadas com a introdução do ruído branco. Uma análise é realizada utilizando diferentes condições operacionais de escoamento no regime de golfadas, ao longo de um duto com perda de calor para o ambiente. Duas condições de contorno térmicas (fluxo ou temperatura prescritos) e correlações para avaliar o coeficiente de transferência de calor interno sío investigadas. As variáveis térmicas obtidas sío comparadas com dados experimentais e boa concordância é observada. Finalmente, as propriedades características das golfadas, tais como a velocidade de translação, comprimento da golfada e bolha sío comparadas com correlações disponíveis na literatura, obtendo boa concordância entre os resultados.