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MODELAGEM COMPUTACIONAL DE ESCOAMENTOS MULTIFÁSICOS EM TUBOS VENTURI Mestrando: Vinicius Angelo dos Santos Prata Orientador: Prof. Emilio Ernesto Paladino.

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1 MODELAGEM COMPUTACIONAL DE ESCOAMENTOS MULTIFÁSICOS EM TUBOS VENTURI Mestrando: Vinicius Angelo dos Santos Prata Orientador: Prof. Emilio Ernesto Paladino Co – Orientador: Prof. João Alves de Lima

2 Motivação Escoamentos multifásicos são muito comumente encontrados na indústria do petróleo A medição precisa da vazão, é de extrema importância na produção e transporte de petróleo –Gerenciamento dos Reservatórios –Transferência de Propriedade –Controle de Processos de Produção –Sistemas de detecção de vazamentos (SDV) –Fiscalização, etc.

3 Medição em linha (sem separação) –Separador de fase para medição monofásica; –Grandes volumes (Ex. Offshore) Motivação Adaptada de RIBEIRO (1996)

4 Motivação Medidores de Vazão do Tipo Pressão Diferencial –Largamente utilizados em campo; –Utilizados como medidores ou partes integrantes de sistemas mais complexos; –Baixo Custo; –Confiabilidade; –Fácil Manutenção

5 Medição em linha utilizando tubos de Venturi –Requer modelagem do escoamento multifásico nestes dispositivos –Modelagem para padrões não-dispersos (para padrões dispersos já existem vários trabalhos) –Foco no padrão anular –Outros padrões poderão ser estudados Motivação

6 Objetivos Estudar o escoamento bifásico em padrões não dispersos em Tubos Venturi de forma a obter informações precisas sobre parâmetros como pressão, velocidade relativa e distribuição de fases –Fundamentais no projeto e calibração de medidores de vazão multifásicos Abordar, de forma detalhada, a modelagem computacional de escoamentos bifásicos em padrões não-dispersos (a priori, foco no anular) –Tais modelos podem ser utilizado em outros dispositivos de produção e transporte como sistemas de elevação etc.

7 Desafios Definir e implementar um modelo adequado para escoamentos em padrão anular em tubos venturi Utilização de modelo de filme Implementar o modelo de filme em FORTRAN para uso em interface com CFX

8 Modelo do Filme No modelo do filme o consideraremos fino, onde os gradientes predominantes estarão na direção normal ao escoamento (abordagem 2D- ) As equações de conservação da massa e QM para o filme, são:

9 Metodologia A abordagem para o caso do escoamento anular será baseada na utilização de uma pacote comercial (Ansys CFX) para o calculo do escoamento de gás com gotículas no core Será implementado um modelo conservativo (VF) para o escoamento no filme em interface com o CFX via FORTRAN A validação – Trabalhos Experimentais Publicados Poderá também ser utilizado o MULTIFLOW Programa de Código Aberto que está sendo desenvolvido no IMPERIAL COLLEGE (colaboração com LMC/UFRN, trabalho do aluno Jhoni)

10 Resultados Esperados Espera-se obter um modelo que seja capaz de prever relações pressão-vazão para medição em linha de vazão multifásica, eliminando a necessidade de separadores de fase Contribuir com o desenvolvimento de modelo de escoamentos multifásicos, não apenas para tubos Venturi, mas para diferentes dispositivos encontrados na produção em transporte de petróleo

11 Agradecimentos


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