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Forma da interface e gradiente de pressão no padrão liquido-liquido anular vertical ascendenteHernandez Rodriguez, Oscar Mauricio 21 June 2002 (has links)
Orientador : Antonio Carlos Bannwart / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T07:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1
HernandezRodriguez_OscarMauricio_D.pdf: 20515204 bytes, checksum: e8248cf9dd43eeebd494c7dfcbf81e6d (MD5)
Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho foi estudado o padrão de escoamento bifásico líquido-líquido anular vertical ascendente, visando sua aplicação para a elevação de petróleo pesado. Um dos principais problemas referentes à viabilidade econômica da movimentação deste tipo de óleo são os enormes gradientes de pressão por fricção envolvidos. A técnica estudada consiste no transporte hidráulico de fluidos altamente viscosos através da injeção de pequenas quantidades de água, de tal forma a criar uma adequada lubrificação do óleo e estabelecer um padrão de fluxo anular, conhecido por core-flow ou core-annular flow. O trabalho investigou uma série de tópicos considerados relevantes no estudo do escoamento óleo pesado- água em tubulações: padrões de fluxo, estabilidade hidrodinâmica do padrão anular, forma da interface, fração volumétrica e perda de pressão bifásica. Descreve-se as experiências realizadas em laboratório onde foram visualizados os padrões e geradas cartas de fluxo. São apresentados novos dados de fração volumétrica e propriedades das ondas interfaciais. Apresenta-se também novas medições de gradiente de pressão por fricção para o escoamento anular vertical ascendente. Foram desenvolvidas modelagens matemáticas e interpretações fisicas à luz dos resultados experimentais, que permitiram determinar uma solução para a interface óleo-água no padrão anular e propor novos critérios de transição do padrão anular para o padrão intermitente e novas correlações para a previsão da fração volumétrica do óleo e da perda de pressão bifásica. As comparações realizadas entre os dados experimentais e os resultados gerados mostrou-se excelente / Abstract: This investigation describes the upward vertical annular two-phase flow for application on heavy oil production. One of the main problems concerning the exploitation of this kind of crude is the huge friction pressure gradient involved. The technology that has been studied for the very viscous fluid transportation consists in the continuous injection of little amounts of water in such a way to create a lubrication layer and establish the flow pattern known as core-annular flow or core-flow. The aim of the research was to study the main issues related to heavy oil-water pipe flow, e.g.: flow pattern, hydrodynamic stability, interface shape, holdup and pressure drop. Laboratory experiments have been carried out where the flow patterns were visualized and flow maps generated. Holdup and interfacial properties were also obtained. Besides, pressure drop gradients were measured for upward vertical core-flow. Mathematical modeling has also been developed allowing the physical interpretation of experimental data. A solution has been obtained for the oil-water interface. New transition criteria from core-flow to intermittent flow are suggested and new correlations to predict the holdup and the two-phase pressure drop were developed. Comparisons between experimental data and the theoretical results were made with excellent agreement / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica
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Experimentos numéricos para deposição de parafinas com modelo Multisólido / Numerical experiments of paraffin deposition with Multisolid modelLeandro Blass 27 July 2015 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho objetiva a construção de estruturas robustas e computacionalmente
eficientes para a solução do problema de deposição de parafinas do ponto de vista do
equilíbrio sólido-líquido. São avaliados diversos modelos termodinâmicos para a fase líquida:
equação de estado de Peng-Robinson e os modelos de coeficiente de atividade de Solução
Ideal, Wilson, UNIQUAC e UNIFAC. A fase sólida é caracterizada pelo modelo Multisólido.
A previsão de formação de fase sólida é inicialmente prevista por um teste de estabilidade
termodinâmica. Posteriormente, o sistema de equações não lineares que caracteriza o
equilíbrio termodinâmico e as equações de balanço material é resolvido por três abordagens
numéricas: método de Newton multivariável, método de Broyden e método Newton-Armijo.
Diversos experimentos numéricos foram conduzidos de modo a avaliar os tempos de
computação e a robustez frente a diversos cenários de estimativas iniciais dos métodos
numéricos para os diferentes modelos e diferentes misturas. Os resultados indicam para a
possibilidade de construção de arcabouços computacionais eficientes e robustos, que podem
ser empregados acoplados a simuladores de escoamento em dutos, por exemplo. / The objective of this work is to develop robust and computationally efficient
frameworks devoted to the solution of the problem of paraffin deposition, from the point of
view of the solid-liquid equilibrium. In this scenario, several thermodynamic models will be
evaluated to the description of the behavior of the liquid phase: the Peng-Robinson cubic
equation of state and the activity coefficient models of Ideal Solution, Wilson, UNIQUAC
and UNIFAC. The solid phase is characterized by the Multisolid model. The formation of the
solid phase is initially predicted by a thermodynamic stability test. Subsequently, the
nonlinear algebraic system that describes the thermodynamic equilibrium and the material
balance equations is solved by three numerical approaches: the multivariable Newton method,
the Broyden method and the Newton-Armijo method. Several numerical experiments were
conducted in order to evaluate computation times and robustness facing several scenarios of
initial estimates of the numerical methods for various models and mixtures. The results
indicate the possibility of construction of efficient and robust computational frameworks
which can be used coupled with fluid flow simulators, for instance.
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Previsão do comportamento hidráulico de um rio com base na estimativa de coeficientes que controlam seu escoamento. Estudo de caso: Rio Bengalas, Nova Friburgo-RJ / Prediction of the hydraulic behavior of a river based on the estimated coefficients that control its flow. Case study: Bengalas River, Nova Friburgo-RJWagner Rambaldi Telles 10 February 2014 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese é realizada a modelagem do comportamento hidráulico dos
principais rios que compõem a bacia hidrográfica do Rio Bengalas, localizada no
município de Nova Friburgo-RJ, a qual abrange a área mais urbanizada da referida
cidade. Para a realização das simulações foi utilizado o Sistema de Modelagem de
Águas MOHID, ferramenta MOHID Land. Já para a calibração do modelo foram
adotados alguns métodos de otimização, mais precisamente, os algoritmos de Luus-
Jaakola (LJ) e Colisão de Partículas (PCA), acoplados ao referido sistema, com o
intuito de determinar os principais parâmetros necessários à modelagem de corpos
hídricos, bem como suas bacias hidrográficas. Foram utilizados dados topográficos
do IBGE disponibilizados pela prefeitura após a elaboração do Plano de Águas
Pluviais da região de interesse. Com o modelo devidamente calibrado por meio de
dados experimentais, foi realizada a validação do mesmo através da simulação de
inundações nesta região. Apesar de técnicas de otimização acopladas à plataforma
MOHID terem sido utilizadas pela primeira vez em um rio de montanha, os
resultados apresentaram-se importantes e qualitativamente satisfatórios do ponto de
vista de auxílio à tomada de decisões, tendo como base a prevenção de danos
causados pelas elevações da lâmina dágua que ocorrem frequentemente em Nova
Friburgo, como por exemplo, a recente tragédia de janeiro de 2011 ocorrida na
Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. / In this thesis is held the modeling of the hydraulic behavior of the main rivers
that form the Bengalas River watershed, located in the municipality of Nova Friburgo,
Rio de Janeiro, which covers the most urbanized area of that city. To perform the
simulations was used MOHID Waters Modeling System, Land MOHID tool. As for the
calibration of the model were adopted some optimization methods, more precisely,
the Luus-Jaakola (LJ) and Particle Collision (PCA) algorithms coupled to said
system, in order to determine the main parameters needed for modeling bodies water
and their watersheds. We used topographic data from the IBGE provided by the city
after the preparation of the Stormwater Plan for the region of interest. With the model
calibrated through experimental data, the same was validated by simulating flooding
in this region. Although optimization techniques coupled to the platform MOHID were
first used in a mountain river, the results presented are important and qualitatively
satisfactory from the point of view of aid to decision making, based on the prevention
of damage caused by increases in water level that often occur in Nova Friburgo, such
as the recent tragedy that occurred in January 2011 in the mountainous region of the
Rio de Janeiro State.
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Experimentos numéricos para deposição de parafinas com modelo Multisólido / Numerical experiments of paraffin deposition with Multisolid modelLeandro Blass 27 July 2015 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho objetiva a construção de estruturas robustas e computacionalmente
eficientes para a solução do problema de deposição de parafinas do ponto de vista do
equilíbrio sólido-líquido. São avaliados diversos modelos termodinâmicos para a fase líquida:
equação de estado de Peng-Robinson e os modelos de coeficiente de atividade de Solução
Ideal, Wilson, UNIQUAC e UNIFAC. A fase sólida é caracterizada pelo modelo Multisólido.
A previsão de formação de fase sólida é inicialmente prevista por um teste de estabilidade
termodinâmica. Posteriormente, o sistema de equações não lineares que caracteriza o
equilíbrio termodinâmico e as equações de balanço material é resolvido por três abordagens
numéricas: método de Newton multivariável, método de Broyden e método Newton-Armijo.
Diversos experimentos numéricos foram conduzidos de modo a avaliar os tempos de
computação e a robustez frente a diversos cenários de estimativas iniciais dos métodos
numéricos para os diferentes modelos e diferentes misturas. Os resultados indicam para a
possibilidade de construção de arcabouços computacionais eficientes e robustos, que podem
ser empregados acoplados a simuladores de escoamento em dutos, por exemplo. / The objective of this work is to develop robust and computationally efficient
frameworks devoted to the solution of the problem of paraffin deposition, from the point of
view of the solid-liquid equilibrium. In this scenario, several thermodynamic models will be
evaluated to the description of the behavior of the liquid phase: the Peng-Robinson cubic
equation of state and the activity coefficient models of Ideal Solution, Wilson, UNIQUAC
and UNIFAC. The solid phase is characterized by the Multisolid model. The formation of the
solid phase is initially predicted by a thermodynamic stability test. Subsequently, the
nonlinear algebraic system that describes the thermodynamic equilibrium and the material
balance equations is solved by three numerical approaches: the multivariable Newton method,
the Broyden method and the Newton-Armijo method. Several numerical experiments were
conducted in order to evaluate computation times and robustness facing several scenarios of
initial estimates of the numerical methods for various models and mixtures. The results
indicate the possibility of construction of efficient and robust computational frameworks
which can be used coupled with fluid flow simulators, for instance.
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Previsão do comportamento hidráulico de um rio com base na estimativa de coeficientes que controlam seu escoamento. Estudo de caso: Rio Bengalas, Nova Friburgo-RJ / Prediction of the hydraulic behavior of a river based on the estimated coefficients that control its flow. Case study: Bengalas River, Nova Friburgo-RJWagner Rambaldi Telles 10 February 2014 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese é realizada a modelagem do comportamento hidráulico dos
principais rios que compõem a bacia hidrográfica do Rio Bengalas, localizada no
município de Nova Friburgo-RJ, a qual abrange a área mais urbanizada da referida
cidade. Para a realização das simulações foi utilizado o Sistema de Modelagem de
Águas MOHID, ferramenta MOHID Land. Já para a calibração do modelo foram
adotados alguns métodos de otimização, mais precisamente, os algoritmos de Luus-
Jaakola (LJ) e Colisão de Partículas (PCA), acoplados ao referido sistema, com o
intuito de determinar os principais parâmetros necessários à modelagem de corpos
hídricos, bem como suas bacias hidrográficas. Foram utilizados dados topográficos
do IBGE disponibilizados pela prefeitura após a elaboração do Plano de Águas
Pluviais da região de interesse. Com o modelo devidamente calibrado por meio de
dados experimentais, foi realizada a validação do mesmo através da simulação de
inundações nesta região. Apesar de técnicas de otimização acopladas à plataforma
MOHID terem sido utilizadas pela primeira vez em um rio de montanha, os
resultados apresentaram-se importantes e qualitativamente satisfatórios do ponto de
vista de auxílio à tomada de decisões, tendo como base a prevenção de danos
causados pelas elevações da lâmina dágua que ocorrem frequentemente em Nova
Friburgo, como por exemplo, a recente tragédia de janeiro de 2011 ocorrida na
Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. / In this thesis is held the modeling of the hydraulic behavior of the main rivers
that form the Bengalas River watershed, located in the municipality of Nova Friburgo,
Rio de Janeiro, which covers the most urbanized area of that city. To perform the
simulations was used MOHID Waters Modeling System, Land MOHID tool. As for the
calibration of the model were adopted some optimization methods, more precisely,
the Luus-Jaakola (LJ) and Particle Collision (PCA) algorithms coupled to said
system, in order to determine the main parameters needed for modeling bodies water
and their watersheds. We used topographic data from the IBGE provided by the city
after the preparation of the Stormwater Plan for the region of interest. With the model
calibrated through experimental data, the same was validated by simulating flooding
in this region. Although optimization techniques coupled to the platform MOHID were
first used in a mountain river, the results presented are important and qualitatively
satisfactory from the point of view of aid to decision making, based on the prevention
of damage caused by increases in water level that often occur in Nova Friburgo, such
as the recent tragedy that occurred in January 2011 in the mountainous region of the
Rio de Janeiro State.
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