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Título: Estudo da influência da pressão no escoamento bifásico gás-líquido em golfadas em dutos horizontais
Autor(es): Pandolfo, Diego
Orientador(es): Erthal, Raul Henrique
Palavras-chave: Escoamento bifásico
Medidores de fluxo
Gás - Escoamento
Mecânica dos fluidos
Two-phase flow
Flow meters
Gas flow
Fluid mechanics
Data do documento: 30-Nov-2011
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: PANDOLFO, Diego. Estudo da influência da pressão no escoamento bifásico gás-líquido em golfadas em dutos horizontais. 2011. 105 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2011.
Resumo: Escoamentos bifásicos estão presentes em diversas aplicações industriais, como na indústria petrolífera, química, nuclear e em termoelétricas, pois são intrínsecos ao processo de transporte em tubulações envolvendo misturas, como gás-líquido, sendo alvo de intenso estudo. Mediante a variação de fatores como velocidade das fases, dimensões e orientação da tubulação, ocorrem determinadas configurações geométricas conhecidas como padrões de escoamento. É frequente que tais escoamentos ocorram em sistemas pressurizados, devido a condições operacionais extremas com grande perda de carga. Dentro deste contexto, o objetivo do presente trabalho é caracterizar experimentalmente o padrão de escoamento em golfadas desenvolvido em dutos horizontais pressurizados. Uma bancada devidamente instrumentada, que se encontra nas dependências do LACIT (Laboratório de Ciências Térmicas), foi adaptada para medir os parâmetros normais de escoamento a alta pressão. Foi realizada a verificação da calibração dos sensores e medidores instalados no circuito experimental. Para a monitoração das vazões, velocidades superficiais e pressões foi utilizado um programa computacional para aquisição e monitoração de dados utilizando a linguagem de Programação LabView desenvolvido no LACIT. Com a finalidade de verificar a influência da pressão no padrão de escoamento em golfadas, foram realizados testes experimentais para escoamentos com pressões na saída do escoamento controlado variando de 1 até 5 bar de pressão. A partir das imagens adquiridas, por uma câmera de alta taxa de aquisição de imagens, foi realizado o processamento através de um programa de reconhecimento de imagem desenvolvido na plataforma MatLab. Após processamento e análise dos dados, foram verificados parâmetros característicos do escoamento em golfadas como, por exemplo, comprimento da bolha alongada, comprimento do pistão, fração de vazio, freqüência de passagem das células unitárias e fator de intermitência.
Abstract: Two-phase flows are present in many industrial applications, such as the oil industry, chemical, and nuclear power plants because they are intrinsic to the transport process involving mixtures in pipes, such as gas-liquid, and thus the target of intense study. By variation of factors such as speed of the phases, dimensions and orientation of the pipe, occur certain geometric configurations known as flow patterns. Often such flows occur in pressurized systems, due to extreme operating conditions with pressure drop. Within this context, the objective of this study is to characterize experimentally the flow pattern in horizontal full developed in pressurized pipelines. A fully instrumented bench, which is on the premises of LACIT (Laboratory for Thermal Science), was adapted to measure the parameters of normal flow at high pressure. Was performed to verify the calibration of the sensors and meters installed in the experimental circuit. For monitoring of flow, surface speeds and pressures, we used the computer program for data acquisition and monitoring in LabView programming language developed in LACIT. In order to verify the influence of pressure on the slug flow pattern, experimental tests were performed with flow pressures at the output of controlled waste ranging from 1 to 5 bar pressure. From the images acquired with the use of a camera's high rate of image acquisition, processing was performed using an image recognition program developed in Matlab platform. After processing and data analysis were checked characteristic parameters of the flow in intermittent flow, for example, elongated bubble length, length of the slug, void fraction, frequency of passage of unit cells and intermittency factor.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6689
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