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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4279| Título: | Análise experimental do gradiente de pressão de um escoamento bifásico horizontal ar-água em tubos corrugados |
| Título(s) alternativo(s): | Experimental analysis of horizontal air-water two-phase flow pressure drop in corrugated pipe |
| Autor(es): | Santana, Ana Luiza Beltrão |
| Orientador(es): | Marcelino Neto, Moisés Alves |
| Palavras-chave: | Engenharia térmica Escoamento bifásico Indústria petrolífera Pressão Métodos de simulação Tubos - Dinâmica dos fluidos Engenharia mecânica Heat engineering Two-phase flow Petroleum, Industry and trade Pressure Simulation methods Tubes - Fluid dynamics Mechanical engineering |
| Data do documento: | 13-Mai-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SANTANA, Ana Luiza Beltrão. Análise experimental do gradiente de pressão de um escoamento bifásico horizontal ar-água em tubos corrugados. 2019. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
| Resumo: | A indústria petrolífera utiliza tubos flexíveis em suas linhas de produção devido às suas características estruturais de baixa rigidez à flexão, o que facilita o processo de instalação quando comparados aos tubos rígidos. Os tubos flexíveis são compostos por várias camadas de materiais metálicos e não metálicos onde cada camada tem uma função específica. A camada mais interna dos tubos flexíveis, conhecida como camada intertravada ou camada corrugada, possui cavidades que são espaçadas entre si por uma distância constante e são essas cavidades que são responsáveis pelas características de flexibilidade desses tubos. A presença das cavidades nos tubos flexíveis proporciona alterações dinâmicas no escoamento, como por exemplo, alterações no gradiente de pressão, que é um parâmetro essencial para o projeto e dimensionamento de equipamentos, e necessita de predições confiáveis. Estudos presentes na literatura avaliam o gradiente de pressão para o escoamento bifásico em tubos lisos, contudo existe uma carência de estudos para o escoamento bifásico em tubos corrugados com diferentes características geométricas de cavidade. Neste cenário, o presente trabalho desenvolveu um estudo experimental para avaliar a influência da largura das cavidades de tubos corrugados com diferentes diâmetros internos no gradiente de pressão de um escoamento horizontal bifásico ar-água no padrão de escoamento golfadas, à temperatura e pressão ambiente. Foram utilizados três diferentes diâmetros internos de tubulação (26, 40,8 e 50 mm) e três larguras de cavidades (1,2, 1,6 e 2,0 mm). Observou-se que o gradiente de pressão do escoamento bifásico ar-água aumenta com o aumento da largura das cavidades do tubo corrugado e, a partir de uma regressão dos dados experimentais, uma nova correlação para o fator multiplicador de Lockhart e Martinelli foi proposta. A correlação possui uma concordância satisfatória, com desvios percentuais médios de 10% quando comparados contra os dados experimentais. |
| Abstract: | Corrugated pipes have periodic cavities on inner wall that provide piping flexibility and dynamic changes in the flow. Oil and gas offshore production lines consist of corrugated pipes and the most observed flow pattern in these lines is slug flow. The pressure drop is an important project requirement for facilities design, safe operations and must be predicted quickly and reliably. Some studies proposed correlations to predict the pressure drop for slug flow in smooth pipes. However, limited research has evaluated the slug flow pressure drop in corrugated pipes. This work carried out an experimental analysis of horizontal air-water slug flow pressure drop in three different inner diameters (26, 40 and 50 mm ID) with three distinct cavities width (1.2, 1.6 and 2 mm). The effects of inner diameter and cavity width on slug flow pressure drop were analyzed. The results demonstrated that the increase of the cavities width in corrugated pipe increases the pressure drop. The experimental data were fitted and a pressure drop multiplier correlation was proposed. Comparison between predictions and experimental data showed 10% accuracy. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4279 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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