Proposição de modelo de previsão de holdup e gradiente de pressão para o escoamento óleo-água em tubulações horizontal ou levemente inclinada independente do padrão de escoamento

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Vazzoler, Hermes Junior
• Orientador(a): Castro, Marcelo Souza de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Campinas-SP
• Palavras-chave em Português: Oleodutos; Escoamento multifásico; Escoamento bifásico; Hidrodinâmica; Fator de atrito
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/3022

RESUMO: O transporte da mistura bifásica óleo-água em dutos constitui uma ocorrência comum na indústria petrolífera, sobretudo para óleos de média e elevada viscosidades, buscando-se formar uma mistura com viscosidade efetiva que facilite o escoamento do óleo. Este estudo possibilitou a criação de correlações para a previsão da fração de fase in situ (holdup) e do gradiente de pressão friccional bifásico, que constituem duas das principais informações necessárias a engenharia de projeto e de operação de oleodutos. Estas correlações caracterizam-se por serem independentes do padrão de escoamento, sendo válidas para escoamentos de óleo-água em tubulações horizontal ou levemente inclinada, para condições isotérmicas e de regime permanente. O desenvolvimento destes novos modelos fundamenta-se na aplicação da análise dimensional associada a técnicas de otimização não-linear, estabelecidas sobre um grande conjunto de dados experimentais. Para estimar o holdup de óleo, formulou-se uma correlação baseada na equação de fechamento adimensional de Zuber-Findlay do modelo de deslizamento. Para prever o gradiente de pressão friccional bifásico, desenvolveram-se correlações para se modelar tanto o fator de fricção bifásico quanto o multiplicador bifásico relacionado a teoria de Lockhart-Martinelli, sendo que em ambos os casos avaliaram-se as transições entre os padrões de escoamento estratificados e não-estratificados e entre os padrões de escoamento formados por dispersões de água em óleo e de óleo em água. Ao se comparar os resultados dos modelos propostos para determinação do holdup de óleo e do gradiente de pressão friccional, este último obtido por meio do fator de fricção bifásico, com os resultados de outros modelos teóricos, em geral, observa-se que os primeiros são significativamente superiores em desempenho.