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Título: Visualização do reinício de escoamento de material elastoviscoplastico em tubo circular
Título(s) alternativo(s): Restart flow visualisation of elasto-viscoplastic material in tube
Autor(es): Manenti Junior, Silvio
Orientador(es): Franco, Admilson Teixeira
Palavras-chave: Escoamento multifásico
Cisalhamento
Dinâmica dos fluidos
Tubos - Dinâmica dos fluidos
Pressão hidrostática
Engenharia mecânica
Multiphase flow
Shear (Mechanics)
Fluid dynamics
Tubes - Fluid dynamics
Hydrostatic pressure
Mechanical engineering
Data do documento: 30-Nov-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: MANENTI JUNIOR, Silvio. Visualização do reinicio de escoamento de material elastoviscoplastico em tubo circular. 2016. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.
Resumo: Fluidos viscoplásticos são observados em diversos processos produtivos, destacando-se os problemas relacionados à extração de petróleo com alto teor de parafina a baixas temperaturas e perfuração de poços de petróleo. Esses materiais possuem uma tensão limite de escoamento, a qual deve ser superada para que ocorra novamente o escoamento e o material apresente comportamento predominantemente viscoso. Assim, tem-se como objetivo visualizar os fenômenos associados ao reinício de fluido gelificado dentro de um tubo circular e transparente, associando a tensão limite de escoamento do material e a pressão aplicada. Para isso, propõe-se construir uma bancada experimental que possibilite avaliar os fenômenos associados ao reinício de escoamento de fluidos com tensão limite de escoamento, utilizando-se uma dispersão comercial de Carbopol® como material gelificado. A aplicação da pressão para deslocamento do fluido ocorre através da pressão hidrostática de um óleo hidráulico com viscosidade newtoniana e imiscível ao gel, contido em um reservatório a uma determinada altura. Desta forma, são aplicadas três faixas de tensão de cisalhamento na parede, considerando a tensão limite de escoamento do material, medida em um reômetro. Os resultados obtidos com o auxílio de uma filmadora passam por um pós-processamento de imagem, de maneira a se obter uma relação entre a pressão aplicada e a presença ou não de deslocamentos do fluido gelificado. Com isso é possível verificar a potencialidade da bancada em relacionar os diferentes níveis de tensão com o deslocamento do material gelificado, sugerindo alterações possíveis de forma a melhorar os resultados.
Abstract: Viscoplastic fluids are observed in several industrial processes. Particularly, waxy crude oils flows at low temperature and drilling operations are of singular importance to the Brazilian industry. These fluids have a yield stress limit that must be surpassed to restart the flow. Therefore, the aim of the present work is to visualize the interface and the associated phenomena to the restart flow of a gelled fluid in a transparent tube, relating the pressure required to break the structure and the correspondent wall shear stress. For this purpose, an experimental apparatus is proposed to evaluate and visualize the interface breakage, using a commercial dispersion of Carbopol® as fluid test. The displacement of the gel is the result of a hydrostatic pressure applied by immiscible and Newtonian hydraulic oil in a reservoir with height control. Thus, three shear stress bands are applied considering the material yield limit stress. The results were obtained using a camera with image post-processing, making possible to obtain a relation between the pressure applied and fluid displacement rate. So it’s possible to verify the high potentiality of the experimental apparatus, relating the different levels of pressure with the gelled material displacement, with suggestions to improve the results.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9433
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