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Investigação da distribuição de tamanho de bolhas em um separador gás-líquido do tipo shroud invertido

Barbosa, Marcel Cavallini

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos 2015-11-13

Acesso online

  • Título:
    Investigação da distribuição de tamanho de bolhas em um separador gás-líquido do tipo shroud invertido
  • Autor: Barbosa, Marcel Cavallini
  • Orientador: Rodriguez, Oscar Mauricio Hernandez
  • Assuntos: Shroud Invertido; Escoamento Multifásico; Duto Anular; Diâmetro De Bolhas; Aeração Em Canal Aberto; Separação Gás-Líquido; Bubble Size; Annular Duct; Gas-Liquid Separation; Inverted Shroud; Multiphase Flow; Open Channel Aeration
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Descrição: Operações de produção de petróleo, que utilizam sistemas de bombeamento centrífugo submerso, constantemente encontram a presença de gás livre nos poços, o que pode gerar ou agravar problemas como cavitação e falhas dinâmicas, quando o gás é succionado pela bomba. O separador gravitacional do tipo shroud invertido é uma solução possível para este problema nos casos de operação em poços direcionais de petróleo. O trabalho tem como objetivo apresentar um estudo do diâmetro das bolhas que ocorrem no interior de um separador gravitacional gás-líquido do tipo shroud invertido. A finalidade é o aprimoramento de um modelo fenomenológico do funcionamento deste tipo de separador, aplicado à indústria petrolífera, sendo que o modelo fenomenológico garante total separação de gás, fornecidas determinadas condições. O modelo prevê, através do cálculo da energia cinética turbulenta, o tamanho médio das bolhas carregadas para o seio do líquido por aeração no duto anular. Partindo de estudos anteriores, uma verificação do modelo fenomenológico foi feita utilizando um aparato experimental com misturas bifásicas ar-água e ar-óleo em três diferentes inclinações. O aparato possui dimensões radiais reais de um poço de petróleo offshore. Foi utilizado um sensor 3D ORM para a medição do tamanho médio (sauter) das bolhas arrastadas pelo líquido até a entrada do tubo de produção, em diversas combinações de vazões da mistura água-ar. Esta medição permite o ajuste das correlações que regem o modelo fenomenológico, no que diz respeito às equações dependentes do diâmetro teórico de bolhas arrastadas pela fase líquida. As descobertas provenientes deste estudo foram implementadas em um código computacional que será utilizado pela PETROBRAS, financiadora do projeto, para suas operações de bombeamento.
  • DOI: 10.11606/D.18.2016.tde-18072016-140659
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos
  • Data de criação/publicação: 2015-11-13
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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