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dc.creatorRodrigues, Carolina Cimarelli-
dc.date.accessioned2020-04-15T21:43:11Z-
dc.date.available2020-04-15T21:43:11Z-
dc.date.issued2019-12-17-
dc.identifier.citationRODRIGUES, Carolina Cimarelli. Estudo numérico e experimental do escoamento bifásico líquido-gás em um distribuidor. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4851-
dc.description.abstractIn the oil industry, two-phase separators are used in the phase separation process, however these separators (GLCC, VASPS, Pazflor, among others) have large dimensions, making their handling, installation and maintenance difficult. The size of these separators is proportional to the flow that flows through them, só an alternative to reduce the geometry would be the implementation of a previous distributor capable of equitably distributing the flows that arrive in the separator. Thus, in this work the dynamics of vertical upward liquid-gas two-phase flow in a distribution system is studied. This distribution system is composed of a condicionator, a cyclonic camera and four outlets – with the aid of experimental tests and three-dimensional transient numerical simulations. In the experimental tests were used wire-mesh sensors and a high-speed camera for the flow characterization. Numerical simulations were performed using the commercial software ANSYS – CFX R19.1. The balance equations were discretized using the finite volume based on finite elements method. For the numerical modeling was used the inhomogeneous eulerian-eulerian two-fluid model, with the SST turbulence model and the compressive scheme for capture the liquid-gas interface. The grid test was the same for the experiments and numerical simulations with the liquid surface velocity ranging from 0.5 to 1.5 m/s and the gas surface velocity ranging from 0.07 to 0.92 m/s. For these velocity pairs, the efficiency of the distribution system in question for the dispersed bubble flow pattern and the transition between dispersed and slug flow was evaluated. From the experimental results it was concluded that the distribution system can divide the flow evenly for the bubble pattern, spherical cap and transition to slug flow, with maximum deviation of 2.3% and minimum of 0.43%. The numerical model developed satisfactorily reproduced the physics and behavioral observed experimentally.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipPetróleo Brasileiro (Petrobrás)pt_BR
dc.description.sponsorshipUniversidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectEscoamento bifásicopt_BR
dc.subjectIndústria petrolíferapt_BR
dc.subjectGás - Distribuiçãopt_BR
dc.subjectGás - Escoamentopt_BR
dc.subjectModelos Matemáticospt_BR
dc.subjectEngenharia térmicapt_BR
dc.subjectTwo-phase flowpt_BR
dc.subjectPetroleum, Industry and tradept_BR
dc.subjectGas distributionpt_BR
dc.subjectGas flowpt_BR
dc.subjectMathematical modelspt_BR
dc.subjectHeat engineeringpt_BR
dc.titleEstudo numérico e experimental do escoamento bifásico líquido-gás em um distribuidorpt_BR
dc.title.alternativeNumerical and experimental study of a two-phase flow liquid-gas in a distribution systempt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoNa indústria petrolífera são utilizados separadores bifásicos no processo de separação das fases, entretanto esses equipamentos (GLCC, VASPS, Pazflor, entre outros) têm grandes dimensões, dificultando o seu manuseio, instalação e manutenção. A dimensão desses separadores é proporcional à vazão que escoa por eles, logo uma alternativa para reduzir a geometria seria a implementação de um distribuidor prévio capaz de distribuir de forma equitativa as vazões que chegam no separador. Desta forma, neste trabalho foi estudada a dinâmica do escoamento bifásico líquido-gás vertical ascendente em um sistema de distribuição – composto por um condicionador, uma câmara ciclônica e quatro saídas – com auxílio de testes experimentais e simulações numéricas tridimensionais e transientes. Nos testes experimentais foram utilizados sensores wire-mesh e uma câmera de alta velocidade. As simulações numéricas foram realizadas no software comercial ANSYS–CFX 19.1 utilizando o método dos volumes finitos baseados em elementos finitos para discretizar o domínio. Para a modelagem numérica foi usado o modelo de dois fluidos euleriano-euleriano não homogêneo, com o modelo de turbulência SST e o esquema compressivo para a captura da interface líquido-gás. A grade de teste foi a mesma para os experimentos e para as simulações numéricas com a velocidade superficial de líquido variando de 0,5 até 1,5 m/s e a velocidade superficial de gás variando de 0,07 até 0,92 m/s. Para esses pares de velocidades foi avaliada a eficiência do sistema distribuição em questão para os padrões de escoamento com bolhas dispersas e de transição entre bolhas dispersas e golfadas. A partir dos resultados experimentais concluiu-se que o sistema de distribuição consegue dividir o escoamento equitativamente para o padrão de bolhas, capa esférica e transição para golfadas, com desvio máximo de 2,3% e mínimo de 0,43%. O modelo numérico desenvolvido reproduziu de forma satisfatória a física e a tendência do comportamento observado experimentalmente.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0952579448687455pt_BR
dc.contributor.advisor1Santos, Paulo Henrique Dias dos-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5701155189630566pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Melgarejo Morales, Rigoberto Eleazar-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5156573817670917pt_BR
dc.contributor.referee1Moura, Luís Mauro-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3837-4895pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6146541063955881pt_BR
dc.contributor.referee2Marcelino Neto, Moisés Alves-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2071333457212415pt_BR
dc.contributor.referee3Santos, Paulo Henrique Dias dos-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5701155189630566pt_BR
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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