Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/357478
Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Determinação da frente de propagação da injeção de líquido em líquido imiscível em duto vertical
Title Alternative: Determination of the propagation front of injection of liquid in immiscible liquid in a vertical duct
Author: Santos, Bárbara Cynthia Carnaúba dos, 1994-
Advisor: Mazza, Ricardo Augusto, 1969-
Abstract: Resumo: A injeção de líquido é uma técnica largamente utilizada na produção offshore de petróleo na remoção de água em dutos para evitar formação de hidratos ou corrosão; no reinício de produção de óleo parafínico ou ainda no comissionamento e descomissionamento de linhas. Em todos os casos citados, a taxa mínima de fluxo de líquido injetado necessária para o deslocamento do líquido acumulado tem um impacto significativo nos requisitos de equipamentos, tais como umbilicais, bombas e tanques de armazenamento. Assim, para entender o comportamento da interface entre os líquidos, o deslocamento ascendente de uma longa coluna de líquido por outro líquido imiscível foi investigado experimentalmente e através de análise inversa. Um duto vertical de polipropileno com 32,64 m de comprimento e diâmetro interno de 25,5 mm foi inicialmente preenchido com água e querosene foi injetado no fundo a uma vazão constante para iniciar o deslocamento. Medidas de concentração e pressão foram tomadas em quatro estações de medida ao longo do duto, com o objetivo de rastrear a interface do líquido injetado. O procedimento foi repetido com o tubo preenchido com querosene e água sendo injetada. Com a premissa que o escoamento apresenta características difusivas, solucionamos um problema inverso para obter o coeficiente de difusão macroscópico a partir dos dados experimentais de concentração. Quatro casos foram estudados, dois casos para querosene deslocando água e dois casos para água deslocando querosene, que abrangem duas faixas de Número de Reynolds. Quando querosene é o líquido deslocante, um perfil quase simétrico, que se aproxima de uma função erro, é obtido para as estações distantes da entrada. Nesses casos os coeficientes de difusão são estimados com baixos desvios. Já quando a água é o líquido deslocante, o perfil inicialmente se comporta como um plug flow mas apresenta características difusivas à jusante do núcleo da mistura, configurando um perfil assimétrico, comprometendo a precisão das estimativas da difusividade. Mesmo assim, a captura da interface mais lenta, à jusante do núcleo da mistura, consegue ser realizada também nesses casos. Transdutores de pressão posicionados nas mesmas estações auxiliaram no rastreamento da interface entre os líquidos. As estimativas de tempo de deslocamento de líquido em cada estação de medida de pressão estão de acordo com as medidas de concentração e as estimativas do coeficiente de difusão

Abstract: Flushing is a technique widely used in offshore oil production facilities to remove pipeline water to avoid hydrate formations and corrosion; restarting paraffinic oil production lines; pipelines commissioning and decommissioning. In all cases, the minimum flow rate of injected liquid required to move the accumulated liquid impacts on equipment requirements, such as umbilicals, pumps and storage tanks. The minimal flow rate depends on how the two fluids interfaces interact throughout the flow. Using an experimental setup and an inverse analysis methodology, it was studied the two immiscible fluid interface's main aspects in an upward flow. The experimental test section is a 32.64 m long propylene duct with 25.5 mm i.d. The experimental procedures flush the water while kerosene is injecting at the pipe bottom and vice-versa. Four stations along the test section measure the pressure and the concentration profiles. The inverse problem obtains the liquid-liquid macroscopic diffusion coefficient considering that the interface is diffusive for four different Reynolds numbers. When the fluid injected is kerosene, the concentration profile is almost symmetrical like an error function. The estimated concentration profiles using the diffusion coefficients have a low deviation from the measured. The profile is an asymmetric plug flow when the injected fluid is water, compromising the analysis accuracy. However, the deviation is lower for the slower interface. The liquid displacement times estimated with pressure measurement at each measurement station follows the concentration measurements and the diffusion coefficient estimates
Subject: Engenharia do petróleo
Escoamento bifásico
Escoamento turbulento
Difusão
Problemas inversos (Equações diferenciais)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SANTOS, Bárbara Cynthia Carnaúba dos. Determinação da frente de propagação da injeção de líquido em líquido imiscível em duto vertical. 2020. 1 recurso online ( p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/357478. Acesso em: 10 Mar. 2021.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Santos_BarbaraCynthiaCarnaubaDos_M.pdf40.05 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.