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dc.creatorPereira, Fernando Henrique Gomes
dc.date.accessioned2020-11-12T18:39:10Z-
dc.date.available2020-11-12T18:39:10Z-
dc.date.issued2016-06-20
dc.identifier.citationPEREIRA, Fernando Henrique Gomes. Modelagem mecanicista da transferência de calor no escoamento bifásico líquido-gás em golfadas considerando o efeito Joule-Thomson. 2016. 92 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10434-
dc.description.abstractThe gas-liquid two-phase slug flow is largely found in the industry, especially in oil and gas production operations. The major part of the Brazilian oil production is offshore, where the cooling process of the oil-gas mixture is done through the pipe wall due to the external marine environment. The temperature decrease influences the properties of the mixture and also generates a change in the volume flow of the phases, especially the gas. Based on this context, the following research aims at developing a mechanistic model for the heat transfer in slug flows at high-pressure scenarios. In these scenarios, the gas must be treated as real and its density cannot be neglected in comparison to the liquid phase one, as it has usually been done in such type of models. The heat exchange between the gas and the pipeline wall and the temperature variation resulting from the pressure drop - known as the JouleThomson effect - are phenomena to be taken into account in the present work. The mathematical modeling encompasses the heat exchange of the phases with the pipe wall and the heat exchange between two unit cells - known as thermal scooping phenomenon. Moreover, a heat generation term is included in the energy balance so as to represent the Joule-Thomson effect. Results for the methane and water flows varying the inlet pressures from 100 to 250 bar will be shown for a 1,5 km-length pipeline. The inlet pressure effects - related mainly to the higher gas density - will be shown considering the hydrodynamics (velocity and pressure) and heat transfer (temperature and heat transfer coefficient) of the slug flow, as well as the geometry of the unit cell (lengths and phase fractions).pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectEscoamento multifásicopt_BR
dc.subjectCalor - Transmissãopt_BR
dc.subjectPressãopt_BR
dc.subjectHidrodinâmicapt_BR
dc.subjectEngenharia mecânicapt_BR
dc.subjectMultiphase flowpt_BR
dc.subjectHeat - Transmissionpt_BR
dc.subjectPressurept_BR
dc.subjectHydrodynamicspt_BR
dc.subjectMechanical engineeringpt_BR
dc.titleModelagem mecanicista da transferência de calor no escoamento bifásico líquido-gás em golfadas considerando o efeito Joule-Thomsonpt_BR
dc.title.alternativeMechanistic modeling of two-phase liquid-gas slug flows with heat transfer and considering the Joule-Thomson effectpt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR
dc.description.resumoO escoamento bifásico líquido-gás em golfadas é amplamente encontrado na indústria, em especial nas linhas de produção de óleo e gás. A maioria da produção de petróleo nacional é offshore, no qual o resfriamento da mistura de óleo e gás é feita através da tubulação pelo meio externo marítimo. A queda de temperatura influencia as propriedades da mistura, assim como ocasiona uma mudança na vazão volumétrica das fases, em especial o gás. Nesse contexto, o presente trabalho visa desenvolver uma modelagem mecanicista da transferência de calor para escoamentos em golfadas a alta pressão. Nos casos de alta pressão, o gás deve ser tratado como real e a massa específica do gás não pode ser desprezada, como usualmente vem sendo feito nestes tipos de modelos na literatura. Os fenômenos de troca de calor do gás com a parede do duto e de variação de temperatura com a queda de pressão - conhecido como efeito Joule-Thomson - devem ser levados em consideração. A modelagem matemática engloba a troca térmica das fases com a parede da tubulação e a troca térmica entre duas células unitárias - conhecido como scooping térmico. Além disso, um termo de geração é incluído no balanço de energia para representar o efeito Joule-Thomson. Resultados para escoamento de metano e água com pressões na entrada variando de 100 a 250 bar serão mostrados para uma tubulação de 1,5 km. Os efeitos da pressão de entrada – relativos principalmente a massas específicas do gás mais elevadas – serão mostrados para a hidrodinâmica (velocidades, pressão) e transferência de calor (temperatura e coeficiente de transferência de calor) do escoamento em golfadas, assim como para a geometria da célula unitária (comprimentos e frações de fase).pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.contributor.advisor1Morales, Rigoberto Elezar Melgarejo
dc.contributor.advisor-co1Bassani, Carlos Lange
dc.contributor.referee1Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo
dc.contributor.referee2Bertoldi, Dalton
dc.contributor.referee3Marcelino Neto, Moisés Alves
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programGraduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTEpt_BR
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