Projeto executivo de um circuito experimental para operar com gases de alto peso molecular
Gas-liquid two-phase flow occurs in various industrial applications and the oil industry is one of them. Various models were and still being developed along the last few decades in order to predict the flow patterns in pipelines, the pressure drop and the heat and mass transfer coefficients. However...
| Autor principal: | Gmyterco, Alexandre Cunningham |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10592 |
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riut-1-105922020-11-12T19:01:21Z Projeto executivo de um circuito experimental para operar com gases de alto peso molecular Executive design of an experimental loop to operate with high molecular weight gas Gmyterco, Alexandre Cunningham Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo Marcelino Neto, Moisés Alves Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo Santos, Paulo Henrique Dias dos Rossi, Luciano Fernando dos Santos Escoamento bifásico Gases Engenharia do petróleo Indústria petrolífera Engenharia mecânica Two-phase flow Gases Petroleum engineering Petroleum, Industry and trade Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS Gas-liquid two-phase flow occurs in various industrial applications and the oil industry is one of them. Various models were and still being developed along the last few decades in order to predict the flow patterns in pipelines, the pressure drop and the heat and mass transfer coefficients. However there are just a few cases which were tested and validated to high pressure flow, which is a typical application in the oil extraction in offshore production. In this work, the design of an experimental loop to operate with high-density gas is presented, which will emulate the high-pressure flow in oil and gas fields using a pair of model fluids (liquid and gas). The experimental loop was designed to work in pressures up to 35 bar using a high-density gas known as sulfur hexafluoride (SF6) while the liquid phase will be mineral. Its design was separated into three sections: one is the test section for the two-phase flow analysis, another where only gas will flow and will undergo through a compression process and the last one where only mineral oil will flow through a pump. Both machines will increase the flow pressure supplying enough pressure due to two-phase flow pressure drop, gas and oil pipeline pressure drop and any other equipment. It was developed the pressure and temperature-monitoring system, diagrams for the assembly, a list containing all the recommended accessories for this experimental loop and the blueprints of the engine room is also presented. The experimental loop developed in this work intends to study and investigate the two-phase flow behavior at highpressures in future studies. O escoamento bifásico de líquido-gás está presente em diversas aplicações industriais, sendo a indústria petrolífera uma delas. Diversas caracterizações experimentais e modelos vêm sendo desenvolvidos, ao longo das últimas décadas, para prever os padrões de escoamento presentes nas tubulações, a queda de pressão associada e os coeficientes de transferência de calor e de massa. Porém, são raros os estudos reportados na literatura aberta sobre o escoamento bifásico de líquido-gás a altas pressões, que são recorrentes na extração petrolífera em altas profundidades. Neste cenário, no presente trabalho será desenvolvido um projeto executivo detalhado de um circuito experimental para operar com gases de alto peso molecular, com o propósito de simular o escoamento em altas profundidades utilizando um par de fluidos-modelo (líquido e gás). O circuito experimental foi projetado para operar com um gás de alto peso molecular conhecido como hexafluoreto de enxofre (SF6) e um óleo mineral modelo para pressões de até 35 bar. O projeto foi idealizado dividindo o circuito experimental em três seções: uma seção de testes para analisar a mistura bifásica, uma linha onde irá escoar apenas gás e passará por um compressor e uma linha onde escoará somente óleo passando por uma bomba. Ambos os equipamentos visam aumentar a pressão do escoamento suprindo as perdas de carga ao longo de toda a bancada experimental. Foi desenvolvido o sistema de monitoração de pressão e de temperatura, diagramas para a montagem, a listagem de todos os acessórios necessários recomendados para este circuito experimental e por fim é apresentada a distribuição espacial do circuito experimental. Assim, a bancada experimental desenvolvida no presente trabalho visa fornecer subsídios sobre o comportamento do escoamento bifásico de líquido-gás a pressões elevadas em estudos futuros. 2020-11-12T19:01:20Z 2020-11-12T19:01:20Z 2018-12-10 bachelorThesis GMYTERCO, Alexandre Cunningham. Projeto executivo de um circuito experimental para operar com gases de alto peso molecular. 2018. 112 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10592 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Curso de Engenharia Mecânica UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Escoamento bifásico Gases Engenharia do petróleo Indústria petrolífera Engenharia mecânica Two-phase flow Gases Petroleum engineering Petroleum, Industry and trade Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS |
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Gas-liquid two-phase flow occurs in various industrial applications and the oil industry is one of them. Various models were and still being developed along the last few decades in order to predict the flow patterns in pipelines, the pressure drop and the heat and mass transfer coefficients. However there are just a few cases which were tested and validated to high pressure flow, which is a typical application in the oil extraction in offshore production. In this work, the design of an experimental loop to operate with high-density gas is presented, which will emulate the high-pressure flow in oil and gas fields using a pair of model fluids (liquid and gas). The experimental loop was designed to work in pressures up to 35 bar using a high-density gas known as sulfur hexafluoride (SF6) while the liquid phase will be mineral. Its design was separated into three sections: one is the test section for the two-phase flow analysis, another where only gas will flow and will undergo through a compression process and the last one where only mineral oil will flow through a pump. Both machines will increase the flow pressure supplying enough pressure due to two-phase flow pressure drop, gas and oil pipeline pressure drop and any other equipment. It was developed the pressure and temperature-monitoring system, diagrams for the assembly, a list containing all the recommended accessories for this experimental loop and the blueprints of the engine room is also presented. The experimental loop developed in this work intends to study and investigate the two-phase flow behavior at highpressures in future studies. |
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2020 |
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GMYTERCO, Alexandre Cunningham. Projeto executivo de um circuito experimental para operar com gases de alto peso molecular. 2018. 112 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. |
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