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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36027| Título: | Análise experimental da velocidade de ascensão de uma bolha de gás escoando em líquido estagnado: influência da inclinação do tubo |
| Título(s) alternativo(s): | Experimental analysis of the rise velocity of a gas bubble flowing in a stagnant liquid: pipe slope influence |
| Autor(es): | Baldykowski, Bruno |
| Orientador(es): | Lima, Luiz Eduardo Melo |
| Palavras-chave: | Escoamento multifásico Escoamento bifásico Testes Gás Multiphase flow Two-phase flow Testing Gas |
| Data do documento: | 22-Jun-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | BALDYKOWSKI, Bruno. Análise experimental da velocidade de ascensão de uma bolha de gás escoando em líquido estagnado: influência da inclinação do tubo. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2023. |
| Resumo: | O escoamento multifásico, caracterizado como aquele que possui mais de uma fase (gasosa, líquida ou sólida), está presente em diversos segmentos naturais e em diversas aplicações industriais. Na indústria do petróleo, por exemplo, ocorre durante a produção e o transporte de óleo e gás através de tubulações horizontais, verticais ou inclinadas. Pela necessidade exponencial de otimização no ramo industrial, determinar os parâmetros que regem esses fenômenos torna-se imprescindível. Com isso, a simplificação do escoamento multifásico para o sistema bifásico facilita a compreensão e a realização desses cálculos, viabilizando o estudo desse fenômeno físico complexo. Contudo, dentre os diversos tipos de escoamento, destaca-se o intermitente por sua complexidade e extensa aplicação em tubulações de diferentes inclinações. Nesse contexto, projetou-se uma adequação em um aparato experimental de escoamento gás-líquido e realizou-se testes experimentais em diferentes inclinações para obter a velocidade da bolha alongada e posterior comparação com resultados da literatura. Por meio do aparato e da metodologia desenvolvida, a velocidade foi determinada a partir de vídeos gravados por uma câmera digital que se registrou a passagem da bolha por dois pontos pré-determinados e, por meio de programas de pós-processamento de vídeo, com o tempo e a distância do percusso da bolha, determinou-se a velocidade. Analisou-se um conjunto de medições para inclinações variando de 0° a 90°, em intervalos de 15°, obtendo-se os valores médios de número de Froude (0,395; 0,462; 0,493; 0,485; 0,449; 0,396; 0,350) e os desvios relativos em relação a resultados da literatura (GÓMEZ-BUENO, 2010) (1,33%; 1,32%; 0,42%; 1,23%; 2,07%; 0,77%; 5,58%). Conclui-se, comparando os resultados obtidos, que os valores estão conforme os demais disponíveis na literatura e, assim, validando os dados para aplicações em futuras pesquisas. |
| Abstract: | Multiphase flow, characterized as having more than one phase (gas, liquid, or solid), is present in various natural systems and diverse industrial applications. In the petroleum industry, for example, it occurs during the production and transportation of oil and gás through horizontal, vertical, or inclined pipes. Due to the exponential need for optimization in the industrial field, determining the parameters that govern these phenomena becomes essential. Thus, simplifying the multiphase flow to the two-phase system facilitates understanding and calculation, enabling the study of this complex physical phenomenon. However, intermittent flow stands out among the various flow patterns due to its complexity and extensive application in pipelines of different slopes. In this context, an adaptation was designed in an experimental gas-liquid flow apparatus, and experimental tests were conducted at different slopes to obtain the elongated bubble velocity, which was subsequently compared with literature results. Using the apparatus and developed methodology, the velocity was determined from videos recorded by a digital camera that captured the bubble’s passage through two predetermined points. Through video post-processing programs, the velocity was obtained by considering the time and distance traveled by the bubble. A set of measurements for slopes ranging from 0° to 90°, at intervals of 15°, was analyzed, obtaining the average values of Froude number (0.395; 0.462; 0.493; 0.485; 0.449; 0.396; 0.350) and the relative deviations from the results in the literature (GÓMEZ-BUENO, 2010) (1.33%; 1.32%; 0.42%; 1.23%; 2.07%; 0.77%; 5.58%). It is concluded, comparing the results obtained, that the values are in line with the others available in the literature and, thus, validating the data for applications in future research. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36027 |
| Aparece nas coleções: | PG - Engenharia Mecânica |
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