ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: FELIPE PEREIRA FLEMING lattes
Orientador(a): LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO lattes
Banca de defesa: GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO, LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
Programa de Pós-Graduação: PPG EM ENGENHARIA MECÂNICA
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@1
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@2
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@3
Resumo: Desde o início dos anos 1980, esforços foram direcionados para modelar o fenômeno de deposição de parafinas. Ao longo dos anos, a avaliação crítica dos mecanismos da deposição de parafinas vem cedendo espaço ao desenvolvimento de correlações flexíveis capazes de acomodar diferentes situações testadas no laboratório. Numa tentativa de investigar o fenômeno em uma abordagem fundamental, o presente trabalho propôs uma estratégia de pesquisa que envolve avaliar cada pedaço do fenômeno de deposição de parafinas e garantir seus resultados ótimos. Para alcançar tal objetivo, uma nova estratégia para se avaliar modelos termodinâmicos de equilíbrio de fases sólido-líquido foi desenvolvida. Os resultados mostram que o modelo utilizado é robusto e preciso o suficiente para descrever tais fenômenos para misturas assimétricas em pressões ordinárias e altas, assim como descrever o comportamento de misturas complexas como amostras de óleo Diesel. Para garantir uma base física sólida dos resultados, a condutividade térmica de n-alcanos pesados foram medidos na fase líquida e na fase sólida e reportados na literatura pela primeira vez. Por fim, um modelo de escoamento de sólido-líquido foi proposto. Acoplado a um modelo termodinâmico capaz de gerar dados de equilíbrio de fases sólido-líquido e propriedades dessas fases, assim como combiná-las em propriedades da mistura, o modelo foi utilizado para descrever os resultados disponíveis na literatura. O mecanismo de deposição de parafinas avaliado se baseia no aumento da viscosidade com a temperatura e concentração de sólidos. Os resultados mostraram que embora houvesse um acordo qualitativo entre os resultados experimentais e os simulados, o modelo subestimou a espessura do depósito de parafinas. Por outro lado, o modelo foi capaz de descrever a condutividade térmica do depósito de acordo com os dados medidos experimentalmente para um depósito similar. Tal fato reforça as conclusões finais e indica que a deposição de parafinas parece não ser um fenômeno regido apenas por um mecanismo.
id PUC_RIO-1_ee0b91c5035ce3be3a66ce5f152ea09c
oai_identifier_str oai:MAXWELL.puc-rio.br:34612
network_acronym_str PUC_RIO-1
network_name_str Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
repository_id_str
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO FUNDAMENTAL STUDY OF WAX DEPOSITION UNDER REAL FLOW CONDITIONS ÉTUDE FONDAMENTALE DES DÉPÔTS DES PARAFFINES DANS DES CONDITIONS RÉELLES D ÉCOULEMENT 2018-04-30LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO37015990768lattes.cnpq.br/2254453960245715ANGELA OURIVIO NIECKELE55012825772lattes.cnpq.br/6935503527357767JEAN-LUC DARIDONGERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIROLUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDOGERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIROGERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIROGERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO09079620769lattes.cnpq.br/2347429090618490FELIPE PEREIRA FLEMINGPONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIROPPG EM ENGENHARIA MECÂNICAPUC-RioBRDesde o início dos anos 1980, esforços foram direcionados para modelar o fenômeno de deposição de parafinas. Ao longo dos anos, a avaliação crítica dos mecanismos da deposição de parafinas vem cedendo espaço ao desenvolvimento de correlações flexíveis capazes de acomodar diferentes situações testadas no laboratório. Numa tentativa de investigar o fenômeno em uma abordagem fundamental, o presente trabalho propôs uma estratégia de pesquisa que envolve avaliar cada pedaço do fenômeno de deposição de parafinas e garantir seus resultados ótimos. Para alcançar tal objetivo, uma nova estratégia para se avaliar modelos termodinâmicos de equilíbrio de fases sólido-líquido foi desenvolvida. Os resultados mostram que o modelo utilizado é robusto e preciso o suficiente para descrever tais fenômenos para misturas assimétricas em pressões ordinárias e altas, assim como descrever o comportamento de misturas complexas como amostras de óleo Diesel. Para garantir uma base física sólida dos resultados, a condutividade térmica de n-alcanos pesados foram medidos na fase líquida e na fase sólida e reportados na literatura pela primeira vez. Por fim, um modelo de escoamento de sólido-líquido foi proposto. Acoplado a um modelo termodinâmico capaz de gerar dados de equilíbrio de fases sólido-líquido e propriedades dessas fases, assim como combiná-las em propriedades da mistura, o modelo foi utilizado para descrever os resultados disponíveis na literatura. O mecanismo de deposição de parafinas avaliado se baseia no aumento da viscosidade com a temperatura e concentração de sólidos. Os resultados mostraram que embora houvesse um acordo qualitativo entre os resultados experimentais e os simulados, o modelo subestimou a espessura do depósito de parafinas. Por outro lado, o modelo foi capaz de descrever a condutividade térmica do depósito de acordo com os dados medidos experimentalmente para um depósito similar. Tal fato reforça as conclusões finais e indica que a deposição de parafinas parece não ser um fenômeno regido apenas por um mecanismo.Since the early 1980 s, efforts have been directed towards modeling the complex wax deposition phenomenon. Over the years, the critical evaluation of the wax deposition mechanisms proposed initially through a solid physical background start to make room to flexible codes that could be tuned to different experiment scenarios. In an attempt to investigate the phenomenon in a fundamental way, the current work proposed a research strategy that would evaluate every single part of the complex wax deposition model under well-controlled optimal conditions. To achieve such a goal, a new strategy to evaluate solid-liquid thermodynamic models was developed. Results showed that the model used was robust enough to precisely describe the solid-liquid phase behavior of asymmetric model mixtures at both ordinary and high pressures, as well as to describe the behavior of complex mixture like Diesel fuel samples. To assure the solid physical basis of the models being employed in this work, the thermal conductivity measurement of heavy n-alkanes in both liquid and solid phases was carried out and reported for the first time in the literature. At last, a drift flux solid-liquid CFD model was proposed. Coupled with a thermodynamic model to supply the model with phase equilibria and properties data, the model was used to investigate the experimental results available in the literature. The wax deposition mechanism evaluated was based on the viscosity increase due to the appearance of solids. The results showed that although a qualitative agreement between the model and experimental results were obtained, the model underestimated the thickness of the deposit. On the other hand, the thermal conductivity of the deposit matched the recently available experimental data on the thermal conductivity of such a deposit measured under flowing conditions. This fact strengthens the presented conclusions that wax deposition is not a single mechanism phenomenon after all.Depuis le début des années 1980, des efforts ont été déployés pour modéliser le phénomène complexe de dépôt de cire. Au fil des années, l évaluation critique des mécanismes de formation de dépôts de cire limités initialement à la cristallisation des paraffines, a commencé à faire place à des algorithmes flexibles qui peuvent être adaptés à différents scénarios expérimentaux. Dans une tentative d étudier le phénomène de manière fondamentale, le travail actuel a consisté à proposer une stratégie globale de recherche qui permet d évaluer les différentes mécanismes impliqués dans la formation de dépôts de cire. Pour atteindre cet objectif, une nouvelle stratégie a tout d abord été proposée pour ajuster les modèles thermodynamiques utilisés pour décrire le comportement de phase solide-liquide. Les résultats de comparaison avec l expérience ont montré que la démarche proposée était suffisamment robuste pour décrire précisément le comportement de phase solide-liquide des mélanges synthétiques asymétriques aux pressions ordinaires ou très élevées, ainsi que pour représenter le comportement de mélanges complexes réels comme par exemple des carburants pour moteur Diesel. Dans un second temps, des mesures de conductivité thermique dans des n-alcanes lourds à l état liquide mais aussi solide ont été réalisées et rapportée pour la première fois ici afin d assurer une base physique solide dans les modèles utilisés dans ce travail. Enfin, un modèle CFD solide-liquide a été proposé. Couplé au modèle thermodynamique utilisé pour décrire les équilibres de phase et les propriétés thermophysiques, ce modèle a été utilisé pour étudier les résultats expérimentaux disponibles dans la littérature. Le mécanisme de dépôt de cire évalué était basé sur l augmentation de la viscosité devenue de l apparition des solides. Les résultats ont montré un accord qualitatif entre les prédictions du modèle et les observations expérimentales malgré une sous-estimation de l épaisseur du dépôt formé. D autre part, la conductivité thermique du dépôt estimée correspondait parfaitement à la conductivité thermique mesurée récemment dans des conditions d écoulement réelles.https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@1https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@2https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@3engreponame:Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)instacron:PUC_RIOinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-06-26T09:52:51ZRepositório InstitucionalPRI
dc.title.pt.fl_str_mv ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
dc.title.alternative.en.fl_str_mv FUNDAMENTAL STUDY OF WAX DEPOSITION UNDER REAL FLOW CONDITIONS
dc.title.alternative.fr.fl_str_mv ÉTUDE FONDAMENTALE DES DÉPÔTS DES PARAFFINES DANS DES CONDITIONS RÉELLES D ÉCOULEMENT
title ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
spellingShingle ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
FELIPE PEREIRA FLEMING
title_short ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
title_full ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
title_fullStr ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
title_full_unstemmed ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
title_sort ESTUDO FUNDAMENTAL DA DEPOSIÇÃO DE PARAFINAS EM CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO
author FELIPE PEREIRA FLEMING
author_facet FELIPE PEREIRA FLEMING
author_role author
dc.contributor.advisor-co2ID.none.fl_str_mv
dc.contributor.advisor-co2Lattes.none.fl_str_mv
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv 37015990768
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv lattes.cnpq.br/2254453960245715
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv ANGELA OURIVIO NIECKELE
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv 55012825772
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv lattes.cnpq.br/6935503527357767
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv JEAN-LUC DARIDON
dc.contributor.referee1.fl_str_mv GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
dc.contributor.referee2.fl_str_mv LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
dc.contributor.referee3.fl_str_mv GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
dc.contributor.referee4.fl_str_mv GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
dc.contributor.referee5.fl_str_mv GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 09079620769
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv lattes.cnpq.br/2347429090618490
dc.contributor.author.fl_str_mv FELIPE PEREIRA FLEMING
contributor_str_mv LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
ANGELA OURIVIO NIECKELE
JEAN-LUC DARIDON
GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO
description Desde o início dos anos 1980, esforços foram direcionados para modelar o fenômeno de deposição de parafinas. Ao longo dos anos, a avaliação crítica dos mecanismos da deposição de parafinas vem cedendo espaço ao desenvolvimento de correlações flexíveis capazes de acomodar diferentes situações testadas no laboratório. Numa tentativa de investigar o fenômeno em uma abordagem fundamental, o presente trabalho propôs uma estratégia de pesquisa que envolve avaliar cada pedaço do fenômeno de deposição de parafinas e garantir seus resultados ótimos. Para alcançar tal objetivo, uma nova estratégia para se avaliar modelos termodinâmicos de equilíbrio de fases sólido-líquido foi desenvolvida. Os resultados mostram que o modelo utilizado é robusto e preciso o suficiente para descrever tais fenômenos para misturas assimétricas em pressões ordinárias e altas, assim como descrever o comportamento de misturas complexas como amostras de óleo Diesel. Para garantir uma base física sólida dos resultados, a condutividade térmica de n-alcanos pesados foram medidos na fase líquida e na fase sólida e reportados na literatura pela primeira vez. Por fim, um modelo de escoamento de sólido-líquido foi proposto. Acoplado a um modelo termodinâmico capaz de gerar dados de equilíbrio de fases sólido-líquido e propriedades dessas fases, assim como combiná-las em propriedades da mistura, o modelo foi utilizado para descrever os resultados disponíveis na literatura. O mecanismo de deposição de parafinas avaliado se baseia no aumento da viscosidade com a temperatura e concentração de sólidos. Os resultados mostraram que embora houvesse um acordo qualitativo entre os resultados experimentais e os simulados, o modelo subestimou a espessura do depósito de parafinas. Por outro lado, o modelo foi capaz de descrever a condutividade térmica do depósito de acordo com os dados medidos experimentalmente para um depósito similar. Tal fato reforça as conclusões finais e indica que a deposição de parafinas parece não ser um fenômeno regido apenas por um mecanismo.
publishDate 2018
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-04-30
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@1
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@2
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@3
url https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@1
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@2
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34612@3
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
dc.publisher.program.fl_str_mv PPG EM ENGENHARIA MECÂNICA
dc.publisher.initials.fl_str_mv PUC-Rio
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)
instacron:PUC_RIO
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)
instacron_str PUC_RIO
institution PUC_RIO
reponame_str Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
collection Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1776626339030237184