REDUÇÃO DE ARRASTO EM ESCOAMENTO MONOFÁSICO E BIFÁSICO (LÍQUIDO-LÍQUIDO) COM ADIÇÃO DE POLÍMEROS SOLÚVEIS EM ÁGUA E HIDROCARBONETOS
Nome: KELVIN CRISTIEN DE OLIVEIRA BARBOSA
Data de publicação: 10/01/2025
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ADMILSON TEIXEIRA FRANCO | Examinador Externo |
| EDSON JOSE SOARES | Presidente |
| MÁRCIA CRISTINA KHALIL DE OLIVEIRA | Examinador Externo |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Examinador Interno |
| ROGERIO RAMOS | Examinador Interno |
Resumo: Neste trabalho, realiza-se um estudo experimental sobre a redução de arrasto (DR, do termo “drag reduction”) em escoamentos turbulentos monofásicos e bifásicos (líquido-líquido) por meio da adição de polímeros tanto na fase aquosa quanto na fase oleosa. Na literatura, são encontrados alguns estudos sobre a redução de arrasto em escoamentos bifásicos; contudo, a maioria desses trabalhos investiga escoamentos gás-líquido ou líquido-líquido com o polímero diluído na fase aquosa. Em diversas áreas da indústria, o escoamento bifásico está presente, especialmente na indústria de petróleo e gás, sendo que um dos principais objetivos desse setor é aumentar a vazão de produção. Assim, há um crescente interesse em investigar os efeitos da adição de polímeros redutores de arrasto nesse tipo de escoamento. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito de polímeros (solúveis tanto em água quanto em hidrocarbonetos) na redução do gradiente de pressão (redução de arrasto) e analisar a degradação de polímeros em escoamentos monofásico e bifásico (líquido-líquido). Utilizam-se um polímero solúvel em água (Goma Diutana – DG) e outro solúvel em hidrocarbonetos (Poliisobutileno – PIB) em três diferentes massas moleculares. Primeiramente, para o polímero solúvel em hidrocarbonetos, foram realizados a caracterização reológica, testes preliminares de DR em escoamentos monofásicos e a análise da degradação para as três massas moleculares. Como esperado, a redução de arrasto aumenta com o incremento da concentração e massa molecular. Nos experimentos bifásicos, o padrão de escoamento é disperso devido às altas vazões. Foram estudadas separadamente e em conjunto as soluções de DG e PIB. Conclui-se que os redutores de arrasto são eficazes apenas na fase externa, ou seja, o redutor de arrasto na água é eficaz para frações de água superiores a 0,5, e o redutor de arrasto no hidrocarboneto, para frações de água inferiores a 0,5. Quando ambas as fases contêm aditivos, observa-se uma redução na pressão em comparação com o caso sem aditivos, ao longo de toda a faixa de frações de água. Além disso, destaca-se que, em pequenas concentrações (baixas frações de água), as gotas de água também atuam como redutoras de arrasto. A degradação do PIB é maior à medida que aumenta a vazão total do escoamento bifásico, sendo intensificada quando a fase aquosa também está aditivada.
Palavras-chave: Redução de arrasto, escoamento monofásico, escoamento bifásico, degradação polimérica, Poliisobutileno (PIB).
