4-Escoamento Multifásico - Conceitos e Correlações 1
-
Upload
rodrigo-dias -
Category
Documents
-
view
72 -
download
0
Transcript of 4-Escoamento Multifásico - Conceitos e Correlações 1
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Cincias e Tecnologia
Unidade Acadmica de Engenharia Mecnica
Curso de Engenharia de Petrleo
Escoamento Multifsico Disciplina do Curso de Engenharia de Petrleo
Enivaldo Santos Barbosa Professor Ministrante da Disciplina
Email: [email protected]
Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Lift - elevao:
Caractersticas visuais dos padres de escoamento encontrados no escoamento vertical ascendente de ar e gua: (a) bolhas; (b) capa esfrica; (c) golfadas; (d) golfadas instveis; (e) semianular e (f) anular.
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
CORRELAES DE ESCOAMENTO MULTIFSICO
Figura: Escoamento Estratificado Ondulado com bolhas (escoamento gua-leo)
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill [2]
acatrgravtotal dL
dp
dL
dp
dL
dp
dL
dp
coss
grav c
gdp
dL g
2
2
tp n m
atr c
f vdp
dL g d
s m sg
ac c
v vdp dp
dL g p dL
k
atrgrav
total E
dL
dp
dL
dp
dL
dp
1
pg
vvE
c
sGmsk
A equao geral do gradiente de presso em um tubo operando em condies permanentes, dada por:
elevao
frico
acelerao
sendo que a energia cintica adimensional, definida por
O gradiente de presso representa a perda de presso por unidade de comprimento do duto
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
A perda por frico ocorre devido ao contato do
fluido com as paredes da tubulao no qual
corresponde de 5 a 20% da perda total de presso em
dutos verticais e inclinados;
Alm das caractersticas do fluido, a perda por
frico funo do dimetro e rugosidade da
tubulao;
frico
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
O gradiente devido a elevao equivale ao peso da
coluna hidrosttica do fluido dentro da tubulao.
Normalmente responsvel por 80 a 85% da perda
de carga total da tubulaes verticais;
elevao
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
A perda por acelerao, ocorre quando os fluidos
variam de velocidade no interior da tubulao,
normalmente desprezvel tornando-se importante
em escoamento de fluidos compressveis com
presso relativamente baixas.
acelerao
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
GLLLs HH )](1[)(
Holdup definido como a razo entre o volume de um segmento de duto ocupado por lquido e o volume do segmento de duto (0 1).
)0()( LL HH
Holdup em um duto horizontal
Fator de correo para inclinao
HL(0) = f(padro de escoamento, ...)
O clculo do HL (liquid holdup) para os padres de escoamento.
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
302,0
1 316 LL
4684,2
2 0009252,0 LL
4516,1
3 10,0 LL 738,6
4 5,0 LL
sGsL
sLL
vv
v
gd
vN mFr
2
A
Bqv o
STD
LsL A
Bqv
g
STD
G
sG
Determinar o padro de escoamento!
Mapa de Padro de Escoamento
A estimativa para o regime de escoamento para um tubo horizontal
depende das seguintes variveis:
Nmero de Froude:
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
a b c
Segregado 0,98 0,4846 0,0868
Intermitente 0,845 0,5351 0,0173
Distribudo 1,065 0,5824 0,0609
e f g h
Segregado ascendente 0,011 -3,768 3,539 -1,614
Intermitente ascendente 2,96 0,305 -0,4473 0,0978
Distribudo ascendente Sem correo C=0, =1 e HL f()
Todos descendente 4,70 -0,3692 0,1244 -0,5056
c
Fr
b
LL
N
aH
)0(
)8,1(333,0)8,1(1 3 sensenC
)ln()1(h
Fr
g
Lv
f
LL NNeC
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
n
TPnTP
f
fff
2
Re
Re
8215,3)log(5223,4log2
1
N
Nfn
O fator de frico com escorregamento (ftp) tambm pode
ser escrito da forma:
O parmetro fn obtido atravs do diagrama de Moody
(considerando tubo liso) dado por:
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
n
mn dvN
Re
GLLLn )1(
GLLLn )1(
E o nmero de Reynolds expresso por:
em que temos
Beggs & Brill
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Beggs & Brill
S
n
TP ef
f
42 )ln(01853,0)ln(8725,0)ln(182,30523,0
)ln(
yyy
yS
2)(
L
L
Hy
A razo ftp/fn calculado por:
onde
e
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Deve-se atentar que o valor de s se torna descontnuo no
intervalo 1
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Clculo do perfil de temperatura
xx A
L
xe
A
L
eiieei esenAgeTTLsengTT 1
dU
wcA
p
x
Para o clculo do perfil de temperatura no poo e
linhas, optou-se pelo uso da equao proposta por Alves, I. N. :
em que
Ti = temperatura inicial do fluido [F];
Tei = temperatura inicial do meio [F];
w = vazo mssica
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Propriedades dos Fluidos
o
sGoo
B
R
615,5
0764,04,350
zT
p GG
70,2
woL
BSWBSW
1001001
O clculo da massa especfica dos fluido pode ser feito por:
-
Engenharia de Petrleo Engenharia de Petrleo Professor Ministrante: Enivaldo Santos Barbosa Disciplina: Escoamento Multifsico
Propriedades dos Fluidos
110 xOD
163,1 yTxAPIy 02023,00324,310
B
ODo A
515,0)100(715,10 sRA
338,015044,5 sRB
E o clculo da viscosidade do leo pode ser feito por:
em que