SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA EVOLUÇÃO DO ESCOAMENTO BIFÁSIICO LÍQUIDO-GÁS EM GOLFADAS EM DUTOS HORIZONTAIS
Mariana Alves Silva1; Stella Cavalli1; Cristiane Cozin1; Fausto A. A. Barbuto1; Rigoberto E. M. Morales1
1 NUEM/UTFPR
Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0291
Resumo
O escoamento bifásico se destaca, notoriamente, nas indústrias de petróleo e gás. Devido a essa importância, há uma grande necessidade de conhecerem-se seus padrões, propriedades e parâmetros característicos. Entre todas as configurações, chamadas de padrões de escamento, em que o escoamento bifásico pode desenvolver-se, destaca-se o escoamento em golfadas. Esse tipo de escoamento bifásico é caracterizado pela sucessão das células unitárias, que são compostas por duas regiões: um pistão líquido normalmente aerado e uma bolha alongada envolvida por um filme de líquido. Devido a sua grande importância e sua ocorrência tão frequente, muitos autores propuseram modelos para descrever e prever o comportamento deste padrão de escoamento. Destaca-se os modelos baseados em seguimento de pistões, onde cada pistão de líquido e cada bolha alongada constituem elementos distintos e são propagados ao longo da tubulação. O modelo proposto por Rodrigues (2009) está entre os modelos de seguimento de pistão. A solução deste modelo requer relações de fechamento para diversas variáveis, como por exemplo, fração de gás na região da bolha alongada, velocidade translacional e efeito de esteira na traseira da bolha alongada. O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência das correlações de fechamento na evolução do escoamento em golfadas. Serão avaliados resultados obtidos numericamente para importantes parâmetros do escoamento, como comprimento de pistão e de bolha, pressão e velocidade da bolha alongada, taxa de coalescência e número de bolhas coalescidas. Estes parâmetros serão, ao fim, comparados com valores experimentais. A análise comparativa mostra a relevância da escolha adequada das correlações a serem utilizadas para a solução do modelo de seguimento de pistões.
Palavras-chave: escoamento bifásico; seguimento de pistões; efeito de esteira; velocidade translacional da bolha