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Título: Modelo unidimensional da transferência de calor transiente em oleodutos durante parada de produção
Título(s) alternativo(s): One-dimensional model of transient heat transfer in oil pipelines during production stop
Autor(es): Silva, Agnes Batoqui Costa e
Orientador(es): Matos, Everton Moraes
Palavras-chave: Calor - Transmissão
Oleodutos
Modelos matemáticos
Petróleo
Heat - Transmission
Pipelines
Mathematical models
Petroleum
Data do documento: 13-Ago-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: SILVA, Agnes Batoqui Costa e. Modelo unidimensional da transferência de calor transiente em oleodutos durante parada de produção. 2018. 75 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2018.
Resumo: O petróleo é a principal fonte energética mundial e a representividade da sua exploração em campos offshore em águas cada vez mais profundas vem crescendo, trazendo novos desafios à indústria do petróleo. Entre os maiores desafios está a deposição de parafina na parede dos dutos submarinos, processo que ocorre devido à transferência de calor entre o óleo e o ambiente marinho externo, esta deposição é intensificada durante paradas de produção. Neste trabalho tem-se como objetivo um estudo unidimensional do resfriamento do óleo em uma tubulação submarina após parada de produção. Através de modelagem matemática e modelagem numérica-computacional com discretização pelo Método dos Volumes Finitos, implementou-se um algoritmo no MATLAB®, para realizar simulação do resfriamento do sistema óleo-duto-mar e realizou-se a análise dos resultados obtidos. Diferentes casos de estudo foram analisados e com eles inicialmente comprovou-se a eficácia do método utilizado, a discrepância da variação de temperatura entre dutos sem isolamento e dutos do tipo pipe-in-pipe (com isolamento), e o principal, com a análise tem-se a previsão do tempo para que após uma parada na produção a parafina comece a ser depositada no duto. Previsão está muito útil, uma vez que auxilia desde a etapa de desenvolvimento da produção nos campos offshore, até a determinação de intervenções na linha.
Abstract: Oil is the world's main energy source and the representativeness of its exploration on offshore fields has been growing, in increasingly deeper waters, bringing new challenges to the oil industry. Among the major challenges is the wax deposition on the pipe wall, a process that occurs due to the heat transfer heat between the oil and the external marine environment, this deposition is intensified during shutdowns. In this work, the objective is a one-dimensional study of the oil cooling in a subsea pipeline after shutdown. Through mathematical modeling and numerical-computational modeling with discretization by the Finite Volumes Method, an algorithm was implemented in MATLAB®, to simulate the cooling of the oil-pipe-seawater system and the results obtained were analyzed. Different case studies were analyzed, initially the efficiency of the method used was verified, than the discrepancy of the temperature variation between pipes without insulation and pipe-in-pipe were checked, and finally the analysis gives a forecast of the time necessary after a shutdown to the paraffin begins to be deposited in the pipeline. This prediction is very useful, as it helps from the development stage of oil production in offshore fields, to the determination of interventions in line.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10470
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