Orientador: José Ricardo Pelaquim Mendes

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências

Resumo: O sistema de separação submarina VASPS (Vertical Annular Separation and Pumping System), que se utiliza tanto do efeito gravitacional quanto do centrífugo é composta por Câmara de Expansão, Helicóide de Separação e Piscina. Com o objetivo de se estudar um separador compacto e de menor custo,...

Resumo: O sistema de separação submarina VASPS (Vertical Annular Separation and Pumping System), que se utiliza tanto do efeito gravitacional quanto do centrífugo é composta por Câmara de Expansão, Helicóide de Separação e Piscina. Com o objetivo de se estudar um separador compacto e de menor custo, foi construído um protótipo da Câmara de Expansão em acrílico. Foram realizados testes de eficiência de separação do protótipo utilizando a mistura ar-água e a mistura ar-glicerina com diferentes viscosidades. Para realizar os testes de eficiência foi construído um circuito fechado todo equipado e instrumentado. Nestes testes de eficiência variou-se o diâmetro de bocal de entrada do separador e o nível de líquido na parte inferior do separador. Foi observado durante os testes experimentais a formação de um vórtice, principalmente para níveis mais baixos de líquido, diminuindo a eficiência do separador. Para solucionar esse problema foi desenvolvido e fabricado um dispositivo chamado Redutor de Vórtice, melhorando a eficiência do protótipo para certas condições de operação. Os resultados mostraram que a eficiência diminui para fluidos mais viscosos e também observou-se que o padrão de escoamento no bocal de entrada do separador teve influencia na eficiência. Resultados do ângulo de inclinação e altura de elevação do filme de líquido na parede do separador também foram obtidos

Abstract: The VASPS (Vertical Annular Separation and Pumping System) is a subsea separation system, which utilizes both the gravitational effect as the centrifugal and is composed by Expansion Chamber, Helicoide Separation and Pool. In order, to study a compact separator and with lower cost, we...

Abstract: The VASPS (Vertical Annular Separation and Pumping System) is a subsea separation system, which utilizes both the gravitational effect as the centrifugal and is composed by Expansion Chamber, Helicoide Separation and Pool. In order, to study a compact separator and with lower cost, we built a prototype of Expansion Chamber in acrylic. Separation efficiency of the prototype using the air-water mixture and air-glycerin mixture with different viscosities tests were performed. To perform efficiency tests was built a closed circuit all equipped and instrumented. In these tests of efficiency ranged the diameter of the separator inlet nozzle and the liquid level at the bottom of the separator. The formation of a vortex, especially for lower levels of liquid was observed during the experimental tests, decreasing the efficiency of the separator. To solve this problem was developed and manufactured a device called Vortex Reducer, improving the efficiency of the prototype for certain operating conditions. The results showed that the efficiency decreases for more viscous fluids and also observed that the flow pattern at the nozzle inlet separator had an influence in the efficiency. Results of tilt angle and lift height of the liquid film on the wall of the separator were also obtained