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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Simulação numérica de escoamentos bifásicos líquido-líquido e trifásicos gás-líquido-líquido em tubulações horizontais
Title Alternative: Numerical simulation of two-phase liquid-liquid and three-phase gas-liquid-liquid flows in horizontal pipes
Author: Höhn, Ronaldo Luís, 1994-
Advisor: Castro, Marcelo Souza de, 1986-
Abstract: Resumo: Os escoamentos multifásicos, como escoamentos bifásicos líquido-líquido e trifásicos gás-líquido-líquido, estão presentes em diversos processos industriais, sendo de grande interesse para a indústria de petróleo. Estes escoamentos possuem diferentes características e podem assumir diferentes padrões de escoamento que são as distribuições geométricas das diferentes fases na seção transversal. Tais escoamentos são estudados de forma experimental, teórica e, mais recentemente, por simulação numérica. Embora os estudos com simulação de escoamento bifásico e trifásico utilizando de técnicas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD na sigla em inglês) sejam escassos na bibliografia, alguns trabalhos com simulações numéricas em escoamentos bifásicos óleo-água vem relatando resultados satisfatórios. No entanto, diferentes modelos e hipóteses são empregados e testados pelos pesquisadores, de maneira que neste trabalho foram observados resultados diferentes com a variação de abordagens utilizadas. Com isso, ainda existem dúvidas sobre as melhores hipóteses e abordagens para se construir e simular os escoamentos bifásicos líquido-líquido. Assim, este trabalho se propôs realizar estudos comparativos de simulações numéricas de escoamentos bifásicos óleo-água em tubulações horizontais, buscando encontrar e propor as configurações ideias para a simulação desses escoamentos. Para isso, foram realizadas simulações variando configurações e esquemas, sendo empregado o software OpenFOAM, no qual foram utilizados os solver multiphaseEulerFoam e interFoam, além desses, também se realizou simulações com software Ansys-Fluent. Os resultados foram comparados com dados experimentais, sendo verificados diferentes resultados com as diferentes abordagens utilizadas, de maneira que sugestões e configurações bases puderam ser sugeridas. Uma segunda parte do estudo é relacionada a simulação de escoamentos trifásicos óleo-água-ar em tubulações horizontais de três polegadas, onde o conhecimento obtido com os casos líquido-líquido foram empregados e adaptados. Com isso, os resultados das simulações dos casos trifásicos foram comparados com os experimentais e se mostram positivos

Abstract: Multiphase flows, such as two-phase liquid-liquid and three-phase gas-liquid-liquid flows, are present in several industrial processes, being of great interest to the oil industry. These flows have different characteristics and can assume different flow patterns, which are the geometric distributions of the different phases in the cross section. Such flows are studied experimentally, theoretically and, more recently, by numerical simulation. Although studies with simulation of two-phase and three-phase flow using Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques are scarce in the bibliography, some studies with numerical simulations in two-phase oil-water flows have reported satisfactory results. However, different models and hypotheses are employed and tested by the researchers, so that in this work different results were observed with the variation of approaches used. Thus, there are still doubts about the best hypotheses and approaches to build and simulate two-phase liquid-liquid flows. Thus, this work proposed to carry out comparative studies of numerical simulations of two-phase oil-water flows in horizontal pipes, seeking to find and propose the ideal configurations for the simulation of these flows. For this, simulations were carried out varying configurations and schemes, using the OpenFOAM software, in which the multiphaseEulerFoam and interFoam solvers were used, in addition to these, simulations were also carried out with Ansys-Fluent software. The results were compared with experimental data, and different results were verified with the different approaches used, so that suggestions and basic configurations could be suggested. A second part of the study is related to the simulation of three-phase oil-water-air flows in three-inch horizontal pipes, where the knowledge obtained from the liquid-liquid cases were used and adapted. With that, the results of the simulations of the three-phase cases were compared with the experimental ones and proved to be positive
Subject: Escoamento bifásico
Escoamento multifásico
Fluidodinâmica computacional
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: HÖHN, Ronaldo Luís. Simulação numérica de escoamentos bifásicos líquido-líquido e trifásicos gás-líquido-líquido em tubulações horizontais. 2021. 1 recurso online (207 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2021
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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