A Two-phase Flow Circuit Characterization By Pressure Drop Mechanistic Models, Image Processing Technique And Flow Pattern Mapping
Nome: TIAGO GUERZET SARDENBERG LIMA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 01/08/2022
Orientador:
Nome |
Papel |
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| ROGÉRIO RAMOS | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| FRANCISCO JULIO DO NASCIMENTO | Coorientador |
| RAMON SILVA MARTINS | Examinador Externo |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Examinador Interno |
| ROGÉRIO RAMOS | Orientador |
Resumo: O fenômeno de escoamento bifásico é consideravelmente presente em diversos setores da indústria e representa um fator de importância em operações, processos e projetos de equipamentos. A literatura tem mostrado que modelar a ocorrência desse tipo de escoamento ainda não é completamente compreendido e é um desafio tecnológico e conceitual. Dessa forma, previsões de padrão de escoamento e perda de carga são comparadas com observações visuais e medições realizadas, considerando também uma extensiva revisão bibliográfica de modelos utilizados para previsão de padrões e comportamento do escoamento multifásico. Além disso, o presente desenvolvimento é utilizado para estimar o envelope operacional do circuito multifásico do NEMOG. Uma bateria de experimentos é planejada para verificar a real capacidade da instalação e os resultados são comparados com as previsões obtidas ao utilizar os modelos em questão. Em paralelo, um algoritmo de processamento de imagem é desenvolvido com o objetivo de identificar o nível de líquido por meio de vídeos de alta velocidade de uma seção translúcida do circuito de testes. Utilizando a seleção de uma região de interesse, o dado de saída contendo a altura do líquido ao longo do tempo é então usado para calcular a velocidade do gás por duas diferentes abordagens: geométrica e por defasagem de sinais. De maneira complementar, o espectro de amplitude unilateral e a densidade espectral de potência são estudados com o intuito de obter ferramentas adicionais para avaliar os padrões de escoamento. Capacidade e limitações do algoritmo são discutidos e possíveis futuros desenvolvimentos são sugeridos. O presente estudo concluiu que os modelos mecanicistas selecionados são consideravelmente capazes de fornecer uma estimativa de padrões de escoamento e perda de carga. Porém, as perdas de carga localizadas não são consideradas nesses modelos e isso pode representar uma desvantagem a depender da instalação a serem aplicados. O algoritmo de processamento de imagem teve um bom desempenho para o padrão de escoamento intermitente, se bem definido, e representa uma abordagem válida para coletar informações adicionais do escoamento. Situações em que o padrão de escoamento difere de intermitente ou em que a fração de líquido e turbulência são elevados, representam um fator a ser futuramente desenvolvido. Por fim, o espectro de amplitude foi considerado como uma ferramenta adicional para identificar padrões de escoamento bifásico baseado nas frequências correspondentes aos eventos de maiores amplitudes.
