MODELAGEM E SIMULAÇÃO ISOTERMICA DE ESCOAMENTO MULTIFÁSICO EM DUTOS HORIZONTAIS
Fellype Souza Oliveira1; Flávio C.B. Nunes1; Severino R. Farias Neto2; Antonio G.B. Lima3; Maria G.S. Lima4; Robério Oliveira Rodrigues1
1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - Campus Juazeiro do Norte; 2 Universidade Federal de Campina Grande, Departamento de Engenharia Química; 3 Universidade Federal de Campina Grande, Departamento de Engenharia Mecânica; 4 Universidade Federal do Cariri, Departamento de Engenharia Civil
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0905
Resumo
A constatação da eficiência da técnica de transporte de óleos pesados pela injeção de água ("core-flow"), em sistema bifásico água-óleo pesado, tanto em termos de consumo de energia como em volume produzido, faz com que ela seja avaliada em outras situações práticas antes de ser implementada para a elevação e transporte deste tipo de óleo. Dentre as situações práticas destaca-se o transporte de óleo pesado com a presença de uma terceira fase, o gás, que inicialmente está em solução, porém, em consequência da queda de pressão ao longo do duto, se desprende, formando bolhas, inicialmente pequenas e com baixa velocidade superficial, que, ao longo da tubulação, se expandem e aceleram. A presença desta terceira fase no escoamento modifica significativamente o padrão de escoamento bifásico anular óleo pesado-água, assim como sua queda de pressão. Este artigo tem como objetivo apresentar, via simulação numérica, o comportamento fluidodinâmico do escoamento trifásico água - óleo pesado - ar, durante o transporte de óleos pesados e ultraviscosos em dutos horizontais, utilizando a técnica "core annular flow" em sistema isotérmico. Para a criação do domínio e geração da malha computacional do dubo de seção transversal circular, foi utilizado o software Ansys Icem CFD 11.0. Após a geração da malha, foram realizados refinamentos a fim de eliminar a dependência dos resultados com a malha. A malha resultante, após diferentes refinamentos, possuía 72.000 elementos hexaédricos. O modelo matemático utilizado foi o não - homogêneo, utilizando - se a estrutura Euleriana - Euleriana para derivar as equações governantes. Considerou-se o modelo de mistura para tratar os termos de transferência de momento interfacial entre as fases contínuas (água-óleo pesado) e o modelo de partícula para tratar os termos de transferência de momento interfacial entre as fases dispersa e contínua (ar-óleo pesado). Os resultados obtidos demonstraram que a modelagem matemática utilizada foi adequada, uma vez que os dados numéricos foram devidamente validad
Palavras-chave: CFD; CORE FLOW; ÓLEO PESADO