Estudo experimental e modelagem matemática de ondas no escoamento estratificado óleo-água em tubulação levemente inclinada

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dc.contributorHernandez Rodriguez, Oscar Maurício
dc.creatorMello, Diego Oliveira de
dc.date2007-10-08
dc.date2016-01-08
dc.date.accessioned2017-11-15T11:24:00Z
dc.date.available2017-11-15T11:24:00Z
dc.date.issued2017-11-15
dc.descriptionEmbora o escoamento estratificado óleo-água seja comum na indústria do petróleo, existem poucos trabalhos na literatura sobre a estrutura ondulatória encontrada no escoamento em dutos ascendentes ou descendentes. O objetivo deste trabalho é entender e caracterizar as estruturas interfaciais ondulatórias em escoamentos estratificados óleo e água em dutos levemente inclinados e comparar com os resultados retirados da modelagem proposta. Uma primeira tentativa de modelar a onda interfacial óleo-água através da equação da energia bifásica unidimensional para regime permanente é apresentada e comparada aos resultados obtidos experimentalmente. Valores de comprimento de onda foram coletados para quatro ângulos de inclinação a partir da horizontal (-5º, -2º, 2º e 5º) e diversos pares de vazão de óleo e água. Os dados foram extraídos de frames de vídeos de alta resolução através de uma técnica manual. Um software baseado em LabView foi desenvolvido para possibilitar a automação da obtenção do comprimento de onda e amplitude. Os comprimentos de onda obtidos com a técnica automática foram comparados com os dados obtidos através da técnica manual. O mensuramento é bem satisfatório e sugere que a ferramenta experimental proposta possa ser aplicada para o estudo de qualquer padrão de escoamento óleo-água, onde uma estrutura ondulatória possa ser identificada. A validade da modelagem da onda interfacial proposta foi avaliada através da comparação entre os resultados teóricos e dados experimentais. A concordância observada é encorajadora.
dc.descriptionEven though the oil-water stratified flow pattern has a common occurrence in the upstream oil industry, quite often in directional wells, there are only a few works in the literature dealing with its interfacial wavy structure. This work has the mean goal of comprehending a characterizing the interfacial wave structure in inclined water-oil stratified pipe flow, comparing it with the proposed model. A model, based on the steady-state one-dimensional two-phase flow energy equation is presented and compared to our experimental data. Wave lengths and amplitude data were collected at four inclinations from the horizontal (-5º, -2º, 2º and 5º) and several oil and water flow rates. The data were extracted form high-resolution video images through a manual technique. A LabView based software was developed in order to obtain the lengths and amplitude automatically. Wave length obtained from it were compared to the manual technique data. The satisfactory measurement suggests the applicability of the experimental tool to any water-oil pipe flow pattern, where a wave structure can be identified. The validity by the comparison between theoretical and experimental data. The agreement observed is promising.
dc.formatapplication/pdf
dc.identifierhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-08012016-140147/
dc.identifierdoi:10.11606/D.18.2016.tde-08012016-140147
dc.identifier.urihttp://repositorio.eesc.usp.br/handle/RIEESC/4683
dc.languagept
dc.publisherBiblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
dc.publisherUniversidade de São Paulo
dc.publisherEscola de Engenharia de São Carlos
dc.rightsLiberar o conteúdo para acesso público.
dc.subjectEscoamento bifásico
dc.subjectEscoamento estratificado
dc.subjectEscoamento óleo-água
dc.subjectEstrutura ondulatória
dc.subjectTubulações levemente inclinadas
dc.subjectStratified flow
dc.subjectSlightly-inclined pipe
dc.subjectOil-water flow
dc.subjectInterfacial wave
dc.subjectWavey structure
dc.titleEstudo experimental e modelagem matemática de ondas no escoamento estratificado óleo-água em tubulação levemente inclinada
dc.titleExperimental study and mathematical modeling of waves in slightly-inclined oil-water stratified pipe flow
dc.typeDissertação de Mestrado
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