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Título: Sistema multicanal de sensores resistivos para medição de escoamentos bifásicos
Autor(es): Machado, Diogo Teixeira
Hildebrando, Felipe Cainã Costa Lima
Lipinksi, Leonardo
Orientador(es): Silva, Marco José da
Palavras-chave: Escoamento bifásico
Escoamento - Medição
Detectores
Two-phase flow
Runoff - Measurement
Detectors
Data do documento: 12-Set-2013
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: MACHADO, Diogo Teixeira; HILDEBRANDO, Felipe Cainã Costa Lima; LIPINSKI, Leonardo. Sistema multicanal de sensores resistivos para medição de escoamentos bifásicos. 2013. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013.
Resumo: Escoamentos bifásicos são encontrados em diversos setores da indústria, como por exemplo, em operações de exploração e produção de petróleo, usinas nucleares, reatores químicos, entre outros. O monitoramento e determinação de parâmetros de interesse do escoamento são de grande importância, pois muitas vezes tais escoamentos estão envolvidos em questões de eficiência e segurança das instalações onde ocorrem. São foco deste trabalho os escoamentos bifásicos do tipo gás-líquido, pois estes são os mais comuns em atividades de produção de petróleo e gás. Diversas técnicas experimentais podem ser empregadas para o monitoramento de escoamentos. Neste trabalho é apresentado o projeto e construção de um sistema multicanal de sensores resistivos para monitoramento do escoamento gás-líquido. O sistema sensor baseia-se na medição da condutividade elétrica de fluídos. Este sistema é de relativo baixo custo, alta resolução temporal e minimamente invasivo. O sistema foi projetado para instalação em uma planta de testes com tubulação de diâmetro interno de 26 mm. O sistema é composto de até 16 sensores resistivos a dois fios, um hardware microcontrolado para geração e medição de sinais e um software para aquisição e apresentação dos dados adquiridos através do sensor. A partir de testes em condições estáticas foi obtida a curva de ajuste para cada um dos sensores resistivos. O sistema desenvolvido foi avaliado comparativamente com uma câmera de alta velocidade (técnica de referência) apresentando resultados satisfatórios. Desta forma, o sistema pode ser empregado em estudos sistemáticos de escoamentos bifásicos gás-líquido.
Abstract: Two-phase flows are commonly found in many industry branches, such as in oil and gas production, nuclear power plants and chemical reactors. The monitoring of such flows is very important since they are often involved in efficiency and safety issues of plants and processes. The focus of this work is in gas liquid two-phase flows, as they are the most common type in the oil and gas production activities. Different measuring techniques are available to experimentally investigate two-phase flows. In this work, the design and construction of a two-wire resistive sensor system is presented. The sensor system is based on electrical conductivity measurements which means that it is possible to discriminate the two phases within a flow since they present different electrical properties. The resistive sensor system is of relatively low cost, high time resolution and minimally invasive. It was projected to be installed in a test facility with 26 mm inner diameter. The system comprises of up to 16 two-wire resistive sensors, a microcontrolled hardware for signal generation and acquisition, and a software for data processing and visualization. Based on static reference measurements adjustment curves for each resistive sensor was obtained. The developed system was comparatively evaluated against high-speed camera measurements, showing satisfactory results. Hence, the system may be well deployed in experimental studies of two-phase flows.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1915
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