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Título: Plataforma para gerenciamento de dados do sensor wire-mesh aplicados a escoamentos multifásicos
Título(s) alternativo(s): Framework for wire-mesh sensor data management in multiphase flow
Autor(es): Santos, Leandro Alves dos
Orientador(es): Santos, Eduardo Nunes dos
Palavras-chave: Escoamento bifásico
Escoamento multifásico
Engenharia de software
Computação
Two-phase flow
Multiphase flow
Software engineering
Computer science
Data do documento: 28-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: SANTOS, Leandro Alves dos. Plataforma para gerenciamento de dados do sensor wire-mesh aplicados a escoamentos multifásicos. 2017. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso Graduação em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Escoamentos multifásicos estão presentes na natureza e em diversas atividades industriais, dentre elas a indústria do petróleo como escoamento bifásico gás-líquido onde óleo e gás estão presentes no interior das tubulações. A eficiência das operações e segurança das plantas e equipamentos estão diretamente relacionados com o entendimento dos fenômenos envolvidos nesse escoamento. Por meio de estudos experimentais, busca-se extrair parâmetros e características bem como identificar padrões de escoamento dentro de um conjunto de regimes que podem ser bolhas dispersas, golfadas, estratificado, anular e variantes destes padrões. O sensor Wire-mesh tem sido muito utilizado nos últimos anos para a monitoração de escoamento bifásico. Essa é uma técnica simples e custo reduzido comparado a outras técnicas baseadas em sensores tomográficos e câmeras de alta velocidade. É uma técnica intrusiva que permite analisar o escoamento com alta resolução temporal e espacial cujo o princípio de funcionamento é baseado em medir as propriedades elétricas tais como, condutividade ou permissividade das diferentes fases no fluido. A necessidade do desenvolvimento e melhorias de hardware de medição eletrônica é acompanhada da necessidade de desenvolvimento de softwares e algoritmos eficientes para visualização e processamentos dos dados que permitem extrair as característica, identificar e validar os parâmetros do escoamento. Nesse sentido este trabalho tem como objetivo desenvolver uma plataforma de software para gerenciamento e aplicação de métodos computacionais para a extração de parâmetros em escoamentos bifásicos gás líquido. Foi desenvolvida uma plataforma para processar dados experimentais coletados com a técnica wire-mesh e recriar a imagem do escoamento em duas e três dimensões permitindo a pesquisadores analisar o fenômeno. A plataforma foi testada com dados para vários tipos de sensor e vários padrões de escoamento obtendo resultados satisfatórios e gerando imagens com boa resolução para identificar o comportamento das interfaces entre as fases do escoamento. A principal contribuição portanto consiste em disponibilizar um sistema de software para gerenciamento de dados visualização, dando suporte a técnicos e pesquisadores relacionados a área de estudos de escoamentos multifásicos que auxilie tanto na pesquisa quanto no ensino.
Abstract: Multiphase flows are present in nature and in several industrial activities, among them an oil industry as a two-phase gas-liquid flow where oil and gas are present inside the pipes. The accuracy of operations and safety of plants and equipment are related to the understanding of the phenomena involved in this flow. By means of experimental studies, it is sought to extract parameters and characteristics as well as to identify flow patterns within a set of regimes that can be dispersed bubbles, gaps, stratified, annular and variants of these patterns. The technique of Wire-mesh has been widely used in recent years for a monitoring of the multiphase flow. This is a simple and lower cost technique compared to other techniques based on tomographic sensors and highspeed cameras. An intrusive technique allows analyzing the flow with high temporal and spatial resolution whose principle of operation is based on measuring of electrical properties of conductivity or permissiveness of the different phases in the fluid. The need for technological development of software and efficient algorithms for visualization and data processing that allow extracting as a characteristic, to identify and validate the flow parameters, accompany the need for development and improvement of hardware of electronic measurement. In this sense, this work aims to develop a software platform for the management and application of computational methods for a control extraction in gas-liquid biphasic flows. A platform was developed to process experimental data collected with a Wire-mesh technique and to recreate a 2D and 3D flow image in order to allow researchers to analyze the phenomenon. The platform was evaluated with data for various sensor Wire-mesh configurations and various flow patterns. The results were satisfactory results for generating images with good sensitivity and good resolution to identify the behavior of the interfaces between phases of the biphasic flow. The main contribution is therefore to provide a data management software giving support to technicians and researchers related to the study area of multiphase flows that helps both research and teaching.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10068
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