Registro fonte: Análise do escoamento de óleo e gás na câmara de expansão do separador ciclônico VASPS

Análise do escoamento de óleo e gás na câmara de expansão do separador ciclônico VASPS

Phase separators are present in many industrial process, among then in off shore oil exploration. Nowadays the equipments used offers low efficiency and occupy a large volume in the off shore platform. Cyclonic separators were developed to replace the current separators, because they are lighter, co...

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Autor principal:	Ofuchi, Edgar Minoru
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Gás - Escoamento Dinâmica dos fluidos - Propriedades mecânicas Escoamento multifásico Mecânica analítica Gas flow Fluid dynamics - Mechanical properties Multiphase flow Mechanics, Analytic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10301
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spelling	riut-1-103012020-11-12T18:27:45Z Análise do escoamento de óleo e gás na câmara de expansão do separador ciclônico VASPS Ofuchi, Edgar Minoru Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo Franco, Admilson Teixeira Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo Franco, Admilson Teixeira Azevedo, Henrique Stel de Gás - Escoamento Dinâmica dos fluidos - Propriedades mecânicas Escoamento multifásico Mecânica analítica Gas flow Fluid dynamics - Mechanical properties Multiphase flow Mechanics, Analytic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS Phase separators are present in many industrial process, among then in off shore oil exploration. Nowadays the equipments used offers low efficiency and occupy a large volume in the off shore platform. Cyclonic separators were developed to replace the current separators, because they are lighter, compact and more efficient. To understand the dynamics related to the functioning of these equipments, the present work studies the flow inside the expansion chamber of a cyclonic separator. The problem is governed by the conservation of mass and momentum equations and the interaction between the phases are modeled by the Two fluid Model e a compressive model is used to capture the free surface. To model the turbulence is used the SST model. The equations are discretized by the Element based Finite Volume Method. The numeric mesh is build by the software ICEM-CFD and the software ANSYS-CFX 13.0 is used to solve the discretized equations. The main parameters of the expansion chamber are evaluated from the numerical simulation results as, film thickness, residence time, inclination angle, height lift of the liquid level and the separation rate. Besides the analysis made to understand the flow inside the separator, correlations were made for the main parameters in function of dimensionless numbers. A practical tool was developed to design and optimize cyclonic separators, using the correlations. Separadores de fases estão presentes em vários processos industriais, entre eles na exploração de petróleo em águas profundas. Os equipamentos usados atualmente oferecem pouca eficiência e ocupam um volume muito grande nas plataformas de exploração de petróleo. Separadores ciclônicos foram desenvolvidos para substituir os atuais por serem mais leves, compactos e promover maior separação. Como forma de entender a dinâmica relacionada ao funcionamento desses equipamentos, no presente trabalho é estudado o escoamento no interior da câmara de expansão de um separador ciclônico. O problema em estudo é governado pelas equações de conservação da massa e da quantidade de movimento, e a interação entre as fases do escoamento é modelada através do Modelo de Dois Fluidos e o modelo compressivo para a captura da superfície livre. Para a modelagem da turbulência, usa-se o modelo SST. As equações são discretizadas através do Método dos Volumes Finitos baseado em Elementos. A malha numérica é construída através do programa ICEM-CFD e para a resolução das equações discretizadas é utilizado o programa comercial ANSYS-CFX 13.0. A partir dos resultados das simulações numéricas foram avaliados os principais parâmetros da câmara de expansão, tais como, altura de elevação do nível de líquido na câmara, espessura média de filme, tempo de residência do fluido no separado, ângulo de inclinação das linhas de corrente na saída da câmara e, finalmente, a taxa de separação. Além de diversas análises voltadas à dinâmica do fluido no separador, correlações foram obtidas em função de números adimensionais para os principais parâmetros calculados. Através das correlações, uma ferramenta prática de cálculo foi desenvolvida como forma de dinamizar o processo de dimensionamento desses equipamentos. 2020-11-12T18:27:44Z 2020-11-12T18:27:44Z 2012-10-25 bachelorThesis OFUCHI, Edgar Minoru. Análise do escoamento de óleo e gás na câmara de expansão do separador ciclônico VASPS. 2012. 127 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10301 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Departamento Acadêmico de Mecânica Engenharia Mecânica UTFPR
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description	Phase separators are present in many industrial process, among then in off shore oil exploration. Nowadays the equipments used offers low efficiency and occupy a large volume in the off shore platform. Cyclonic separators were developed to replace the current separators, because they are lighter, compact and more efficient. To understand the dynamics related to the functioning of these equipments, the present work studies the flow inside the expansion chamber of a cyclonic separator. The problem is governed by the conservation of mass and momentum equations and the interaction between the phases are modeled by the Two fluid Model e a compressive model is used to capture the free surface. To model the turbulence is used the SST model. The equations are discretized by the Element based Finite Volume Method. The numeric mesh is build by the software ICEM-CFD and the software ANSYS-CFX 13.0 is used to solve the discretized equations. The main parameters of the expansion chamber are evaluated from the numerical simulation results as, film thickness, residence time, inclination angle, height lift of the liquid level and the separation rate. Besides the analysis made to understand the flow inside the separator, correlations were made for the main parameters in function of dimensionless numbers. A practical tool was developed to design and optimize cyclonic separators, using the correlations.
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Análise do escoamento de óleo e gás na câmara de expansão do separador ciclônico VASPS

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