Orientadores: Antonio Carlos Bannwart, Edvaldo Sabadini

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências

Resumo: A redução de atrito hidrodinâmico tem importantes aplicações em engenharia de petróleo, propiciando a produção e o transporte de petróleo ou seus derivados a vazões mais altas. As dimensões continentais do território brasileiro implicam na necessidade de uma eficiente rede de distribuição de...

Resumo: A redução de atrito hidrodinâmico tem importantes aplicações em engenharia de petróleo, propiciando a produção e o transporte de petróleo ou seus derivados a vazões mais altas. As dimensões continentais do território brasileiro implicam na necessidade de uma eficiente rede de distribuição de derivados de petróleo, como por exemplo, o óleo diesel. O presente trabalho visa investigar o desempenho de dois agentes redutores de atrito (ARA's) comerciais que, injetado em ínfimas proporções (da ordem de ppm) em uma tubulação de escoamento de diesel, podem causar significativa diminuição em sua tensão de cisalhamento turbulenta, reduzindo a queda de pressão por atrito durante seu escoamento no interior de um tubo. Em uma primeira fase, as amostras com e sem ARA foram testadas em um reômetro, utilizando uma cela tipo Couette, avaliando a proporção do torque aplicado no diesel puro e no diesel com ARA, a uma mesma velocidade angular. Com uma concentração de 7 ppm foi observada uma redução de atrito da ordem de 13% e 18% para cada um dos aditivos. A avaliação da redução do atrito em tubulação consiste na comparação do diferencial de pressão obtido para escoamento de diesel com e sem ARA em um trecho de tubo. Estes experimentos mostram uma redução de atrito de 48% e 58% na injeção de 50 ppm de cada um dos aditivos estudados. Apesar dos experimentos em reômetro terem maior rapidez, controle de variáveis e menor consumo de materiais, o escoamento no interior da cela Couette é diferente em relação ao escoamento em tubulações. No entanto, os testes em tubulações são mais próximos das demandas reais, sendo assim importantes para o entendimento do fenômeno

Abstract: The drag reduction has important applications in petroleum engineering, allowing production and transportation of oil and derivatives at higher flow rates. The continental dimensions of Brazil implies the necessity for an efficient distribution network for oil products, such as diesel....

Abstract: The drag reduction has important applications in petroleum engineering, allowing production and transportation of oil and derivatives at higher flow rates. The continental dimensions of Brazil implies the necessity for an efficient distribution network for oil products, such as diesel. This study aims to investigate the performance of two commercial drag reduction agents (DRA's), injected in very small proportions (the order of ppm) in a diesel fuel pipe flow. This injection may induce significant decrease in the turbulent shear stress, reducing the pressure drop by friction during the flow inside a tube. In a first step, samples with and without DRA were tested in a rheometer using a Couette cell type. The ratio of torque applied in pure diesel and diesel with DRA were analyzed at the same angular velocity. Using 7 ppm of concentration for both DRA, it was observed drag reduction of the order of 13% and 18% for each additives. The analysis of drag reduction in pipe flow involves the ratio of pressure differential by the flow of diesel with and without DRA in a section of tube. These tests show a drag reduction of 48% and 58% with 50 ppm for each DRA studied. Despite the rheometer experiments offer greater speed, control variables and lower consumption of materials, the flow inside the Couette cell is different compared with flow pipes. However, tests on pipes are closer to real demands therefore important for understanding the drag reduction phenomenon. With these experimental data, it is expected to determine correlations between tests in pipeline and rheometer, estimating the turbulence effect in these two systems