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dc.creatorOliveira, Gabriel Merhy de-
dc.date.accessioned2019-02-07T11:30:49Z-
dc.date.available2019-02-07T11:30:49Z-
dc.date.issued2018-11-14-
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Gabriel Merhy de. Modelagem matemática de fenômenos transitórios em fluidos não newtonianos. 2018. 94 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3792-
dc.description.abstractIn the current work a mathematical model is presented in order to predict pressure propagation in transient compressible non-Newtonian flow problems. The physical problems dealt are: i) fluid hammer problem; ii) pressure transmission in well drilling fluids and; iii) flow start-up of waxy crude oils in pipelines. The flow is considered one-dimensional, weakly compressible and isothermal. The model is based on the mass balance and momentum balance equations that are solved iteratively by the method of characteristics. The fluid compressibility is considered by employing a equation of state that correlates fluid density and pressure. Two constitutive models were used to represent the fluid behavior: viscoplastic and thixotropic. The shear stress distribution across the pipeline section is considered linear in the radial direction so that the friction factor approach is used for the viscoplastic fluid and the velocity profile is integrated across the pipeline section for the thixotropic fluid. These models were presented into three publications: “Mathematical model for viscoplastic fluid hammer”; “Modeling and validation of pressure propagation in drilling fluids pumped into a closed well” and; “The effect of compressibility on flow start-up of waxy crude oils”. The main conclusions are: i) pressure is not fully transmitted in viscoplastic fluids; ii) pressure propagation depends on pipeline boundary condition and; gel breaking of thixotropic fluids depends on the ratio of the pressure wave propagation time and the breaking characteristic time.pt_BR
dc.description.sponsorshipAgência Nacional do Petróleo (ANP)pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.description.sponsorshipFinanciadora de Estudos e Projetos (FINEP)pt_BR
dc.description.sponsorshipPetróleo Brasileiro (Petrobrás)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectFluidos não-newtonianospt_BR
dc.subjectPressão - Propagaçãopt_BR
dc.subjectModelos matemáticospt_BR
dc.subjectViscosidadept_BR
dc.subjectPoços de petróleo - Perfuraçãopt_BR
dc.subjectTransitórios (Dinâmica)pt_BR
dc.subjectEngenharia térmicapt_BR
dc.subjectEngenharia mecânicapt_BR
dc.subjectNon-Newtonian fluidspt_BR
dc.subjectPressure - Propagationpt_BR
dc.subjectMathematical modelspt_BR
dc.subjectViscositypt_BR
dc.subjectOil well drillingpt_BR
dc.subjectTransients (Dynamics)pt_BR
dc.subjectHeat engineeringpt_BR
dc.subjectMechanical engineeringpt_BR
dc.titleModelagem matemática de fenômenos transitórios em fluidos não newtonianospt_BR
dc.title.alternativeMathematical modeling of transient phenomena in non newtonian fluidspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoNo presente trabalho é apresentado um modelo matemático desenvolvido com o objetivo de prever a propagação de pressão em problemas transitórios compressíveis de fluidos não newtonianos. Os problemas físicos explorados são: i) fechamento abrupto de válvulas; ii) transmissão de pressão em fluidos de perfuração de poços de petróleo e; iii) reinício de escoamento de petróleo gelificado em tubulações. O escoamento do fluido é considerado unidimensional, fracamente compressível e isotérmico. O modelo baseia-se nas equações de balanço da massa e de quantidade de movimento que são resolvidas iterativamente através do método das características. A compressibilidade do fluido é considerada através da utilização de uma equação de estado que relaciona a massa específica com a pressão. Para representar o comportamento do fluido são utilizados dois modelos constitutivos: viscoplástico e tixotrópico. A distribuição de tensão de cisalhamento é considerada linear na direção radial, sendo que para o fluido viscoplástico utiliza-se o fator de atrito para escoamento plenamente desenvolvido enquanto que para o fluido tixotrópico integra-se o perfil de velocidades radial. Estes modelos foram apresentados em três publicações: “Mathematical model for viscoplastic fluid hammer”; “Modeling and validation of pressure propagation in drilling fluids pumped into a closed well” e; “The effect of compressibility on flow start-up of waxy crude oils”. As principais conclusões dos trabalhos são: i) a pressão não se transmite completamente em fluidos viscoplásticos, o que contrasta com fluidos newtonianos; ii) a propagação de pressão depende da condição de contorno; da dissipação viscosa e da tensão limite de escoamento em casos de fluidos viscoplásticos; iii) a quebra da estrutura gelificada de fluidos tixotrópicos depende da relação entre os tempos de propagação de pressão e do característico de quebra do gel.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7704582305770348pt_BR
dc.contributor.advisor1Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4344790398205987pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Franco, Admilson Teixeira-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3561428456009236pt_BR
dc.contributor.referee1Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro-
dc.contributor.referee2Marcelino Neto, Moisés Alves-
dc.contributor.referee3Junqueira, Silvio Luiz de Mello-
dc.contributor.referee4Errera, Marcelo Risso-
dc.contributor.referee5Mariani, Viviana Cocco-
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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