Orientadores : Elisio Caetano Filho , Antonio Carlos Bannwart

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas

Resumo: Modelos baseados em princípios físicos e fenomenológicos foram desenvolvidos para os principais arranjos de fases observados durante o escoamento bifásico gás-condensado em tubulações horizontais ou levemente inclinadas. Tais modelos permitem explicitar grandezas do escoamento, tais como:...

Resumo: Modelos baseados em princípios físicos e fenomenológicos foram desenvolvidos para os principais arranjos de fases observados durante o escoamento bifásico gás-condensado em tubulações horizontais ou levemente inclinadas. Tais modelos permitem explicitar grandezas do escoamento, tais como: frações volumétricas das fases, gradientes de pressão e temperatura, espessuras de líquido destes arranjos, taxas de atomização e deposição de gotículas líquidas e tensões de cisalhamento na interface gás-líquido destas configurações. Para avaliar o desempenho destes modelos, foi desenvolvido o Simulador Computacional SIMPIPE, cuja a estrutura de programação permite o acesso a outras Bibliotecas Computacionais para a previsão das propriedades físicas dos fluidos, arranjos de fases e gradiente de pressão através de um conjunto de correlações específicas. Tal simulador resolve simultaneamente as equações de conservação da massa, momentum e energia empregando, a metodologia composicional para a caracterização das propriedades físicas e comportamento das fases. Foi feita uma análise de sensibilidade de parâmetros que permitiu explicitar a importância de alguns destes no desempenho dos modelos. A confrontação dos resultados de simulação com dados experimentais de diferenciais de pressão evidencia uma concordância satisfatória para as modelagens propostas. O desempenho de tais modelagens fenomenológicas ainda superaram o das correlações empíricas, fornecendo assim informações mais precisas e mais abrangentes quanto as características do escoamento

Abstract: Mechanistics models were developed for most common flow patterns in two-phase flow in horizontal or near horizontal gas pipelines. With such models relevants flow parameters may be predicted, namely gas and liquid volume fractions, total pressure drop for both gas and liquid phases,...

Abstract: Mechanistics models were developed for most common flow patterns in two-phase flow in horizontal or near horizontal gas pipelines. With such models relevants flow parameters may be predicted, namely gas and liquid volume fractions, total pressure drop for both gas and liquid phases, temperature gradient, liquid films for stratified and annular flow, atomization and dispersion rates in the gas core and frictions stresses in the gas-liquid interface. A numerical computer simulator called SIMPIPE was developed to evaluate these models. Such simulator uses a compositional method to predict the fluids properties and phase behavior and finds to simultaneous solution of mass, linear momentum and energy conservation equations to calculate the flow parameters. A sensibility analysis of some intervenient parameters allowed to explicit the importance of some of those ones in the behavior of the proposed models for stratified and anular two-phase flow. In terms of pressure drop, the comparison of the simulation results with the experimental datas showed good results for the proposed models. Statistically the behavior of such models still presented better results compared with the empirical correlations, besides giving informations about the microscopics parameters of the two-phase flow