Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-04T22:04:54Z No. of bitstreams: 1 ErnestoVargasBautista_TESE.pdf: 4056194 bytes, checksum: 4254be419758b8c4d81ac80a522fc9b3 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-01-07T21:31:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ErnestoVargasBautista_TESE.pdf: 4056194 bytes, checksum: 4254be419758b8c4d81ac80a522fc9b3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-07T21:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ErnestoVargasBautista_TESE.pdf: 4056194 bytes, checksum: 4254be419758b8c4d81ac80a522fc9b3 (MD5) Previous issue date: 2014-11-13 / A distribui??o e mobiliza??o ou n?o dos fluidos num meio poroso dependem das for?as capilar, viscosa e gravitacional. Em campo, os processos de recupera??o avan?ada de ?leo envolvem a import?ncia e a altera??o destas for?as para incrementar o fator de recupera??o de ?leo. No caso do processo de drenagem gravitacional assistida por g?s (GAGD ? GasAssisted Gravity Drainage) ? importante entender a f?sica e mecanismos que mobilizam o ?leo atrav?s da intera??o destas for?as. Para isso, v?rios autores desenvolveram modelos f?sicos em escala de laborat?rio e testemunhos do GAGD para estudar o desempenho destas for?as atrav?s de grupos adimensionais. Estes modelos apresentaram resultados conclusivos. Por?m, modelos de simula??o num?rica foram pouco usados. O objetivo deste trabalho ? estudar a inter-rela??o das for?as capilar, viscosa e gravitacional no GAGD e suas influ?ncias no fator de recupera??o de ?leo atrav?s de um modelo de simula??o num?rica 2D. Para analisar cada uma dessas for?as, foram usados os grupos adimensionais reportados na literatura, N?mero Capilar (Nc), N?mero de Bond (Nb) e N?mero Gravitacional (Ng). Uma compara??o dos resultados obtidos neste trabalho tamb?m foi realizada com os resultados da literatura. Os resultados mostraram que antes da erup??o do g?s injetado, quanto menor ? o Nc e Nb, maior ? a recupera??o de ?leo, e ap?s da erup??o, quanto menor ? o Ng, maior ? a recupera??o de ?leo no GAGD. Uma boa rela??o foi encontrada entre os resultados deste trabalho e os resultados publicados na literatura / The distribution and mobilization of fluid in a porous medium depend on the capillary, gravity, and viscous forces. In oil field, the processes of enhanced oil recovery involve change and importance of these forces to increase the oil recovery factor. In the case of gas assisted gravity drainage (GAGD) process is important to understand the physical mechanisms to mobilize oil through the interaction of these forces. For this reason, several authors have developed physical models in laboratory and core floods of GAGD to study the performance of these forces through dimensionless groups. These models showed conclusive results. However, numerical simulation models have not been used for this type of study. Therefore, the objective of this work is to study the performance of capillary, viscous and gravity forces on GAGD process and its influence on the oil recovery factor through a 2D numerical simulation model. To analyze the interplay of these forces, dimensionless groups reported in the literature have been used such as Capillary Number (Nc), Bond number (Nb) and Gravity Number (Ng). This was done to determine the effectiveness of each force related to the other one. A comparison of the results obtained from the numerical simulation was also carried out with the results reported in the literature. The results showed that before breakthrough time, the lower is the injection flow rate, oil recovery is increased by capillary force, and after breakthrough time, the higher is the injection flow rate, oil recovery is increased by gravity force. A good relationship was found between the results obtained in this research with those published in the literature. The simulation results indicated that before the gas breakthrough, higher oil recoveries were obtained at lower Nc and Nb and, after the gas breakthrough, higher oil recoveries were obtained at lower Ng. The numerical models are consistent with the reported results in the literature

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-26T21:31:59Z No. of bitstreams: 1 JhonMoronTarifa_DISSERT.pdf: 6817189 bytes, checksum: 7bd9115ec364a2c40e8f294d8dd1dcb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-02-02T19:37:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JhonMoronTarifa_DISSERT.pdf: 6817189 bytes, checksum: 7bd9115ec364a2c40e8f294d8dd1dcb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-02T19:37:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JhonMoronTarifa_DISSERT.pdf: 6817189 bytes, checksum: 7bd9115ec364a2c40e8f294d8dd1dcb2 (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / A combust?o in situ (CIS) ? o m?todo de recupera??o t?rmico mais antigo. Este m?todo consiste na queima parcial do ?leo in situ, cujo objetivo ? gerar uma frente de combust?o que ajude no movimento do ?leo. Essa frente de combust?o aquece as zonas pr?ximas, logrando a redu??o da viscosidade do ?leo e permitindo o seu deslocamento at? o po?o produtor. Apesar de parecer um processo f?cil, a combust?o in situ engloba uma s?rie de mecanismos complexos que mesmo na atualidade a torna dif?cil de representar atrav?s de modelos anal?ticos, f?sicos e de simula??o num?rica. O objetivo do trabalho ? analisar e determinar os par?metros que t?m influ?ncia no processo, destacando a cin?tica (energia de ativa??o, coeficiente de Arrhenius e porcentagem de craqueamento para a produ??o de coque durante o processo) de tr?s diferentes modelos de rea??es qu?micas e da vaz?o de inje??o do ar. Para verificar a aplicabilidade do processo no Brasil foi realizado um estudo de simula??o em reservat?rios de ?leo pesado com caracter?sticas do Nordeste Brasileiro. As simula??es foram realizadas utilizando o m?dulo ?STARS? da ?Computer Modelling Group?, com o objetivo de realizar estudos de m?todos de recupera??o avan?ada de ?leo. Dentre todos os par?metros analisados, a energia de ativa??o-fator pr?-exponencial apresentou a maior influ?ncia, ou seja, quanto menor o valor da energia de ativa??o-fator pr?-exponencial maior a fra??o de ?leo recuperada. A porcentagem de craqueamento mostrou uma forte influ?ncia no processo, devido a que enquanto menor for a quantidade de coque formado maior ? volume de ?leo recuperado. / In situ Combustion (CIS) is the oldest thermal method of oil recovery. This method consists of partial combustion of in situ oil, its goal is to generate a combustion front that helps to move the oil. This combustion front will heat the surrounding areas, achieving a reduction in oil viscosity and allowing its displacement into the production well. It may seem a simple process, however in situ combustion involves a series of complex mechanisms that difficult until today its representation through analytical models, physical models and numerical simulation. The aim of this investigation is to analyze and determine the parameters that influence the process, highlighting the kinetics of the process (activation energy, Arrhenius coefficient and percentage of cracking for the production of coke) three different models of chemical reactions and the air injection rate. To verify the applicability of the process in Brazil a simulation study was conducted in heavy oil reservoirs with characteristics of the Brazilian Northeast. The simulations were performed using the "STARS" module from the "Computer Modelling Group", which objective is to study methods of enhanced oil recovery. Among all the analyzed parameters, the activation energy-pre-exponential factor showed the greatest influence, that is, the lower the value of the activation energy-preexponential factor the higher the fraction of oil recovery. The cracking percentage also showed a strong influence in the process, the smaller the amount of coke formed the larger volume of oil recovery.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-10T20:31:31Z No. of bitstreams: 1 AnaCarlaCostaAndrade_DISSERT.pdf: 4395616 bytes, checksum: 7bd9d9d5693c356b8df430de0f64bae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-03-17T19:21:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnaCarlaCostaAndrade_DISSERT.pdf: 4395616 bytes, checksum: 7bd9d9d5693c356b8df430de0f64bae2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T19:21:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCarlaCostaAndrade_DISSERT.pdf: 4395616 bytes, checksum: 7bd9d9d5693c356b8df430de0f64bae2 (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / Uma das diversas t?cnicas aplicadas aos processos de produ??o de petr?leo ? a eleva??o artificial, que utiliza equipamentos a fim de reduzir a press?o de fluxo no fundo do po?o, promovendo um diferencial de press?o, resultando em um aumento de vaz?o. A escolha do m?todo de eleva??o artificial depende de uma an?lise de diversos fatores, como custos iniciais de instala??o, manuten??o e condi??es existentes no campo produtor. O m?todo de Bombeio Centr?fugo Submerso (BCS) mostra-se bastante eficiente quando a finalidade ? produzir altas vaz?es de l?quido, tanto em ambientes terrestres como mar?timos, em condi??es adversas de temperatura e na presen?a de fluidos viscosos. Por defini??o, o BCS ? um m?todo de eleva??o artificial em que um motor el?trico de subsuperf?cie transforma a energia el?trica em mec?nica para acionar uma bomba centr?fuga de m?ltiplos est?gios sobrepostos, formada por um impelidor (rotor) e um difusor (estator). A bomba converte a energia mec?nica do motor em energia cin?tica sob a forma de velocidade, elevando o fluido ? superf?cie. O objetivo desse trabalho ? a implementa??o do m?todo de otimiza??o dos poliedros flex?veis, conhecido como M?todo Simplex Modificado (MSM), aplicado ao estudo da influ?ncia na modifica??o dos par?metros de entrada e sa?da no canal do impelidor de uma bomba centr?fuga de um sistema BCS. Na utiliza??o do m?todo de otimiza??o modificando os par?metros angulares da bomba, os dados resultantes aplicados nas simula??es permitiram a obten??o de valores otimizados do Head (altura de eleva??o), uma efici?ncia sem perdas e a pot?ncia com resultados diferenciados. / One of several techniques applied to production processes oil is the artificial lift, using equipment in order to reduce the bottom hole pressure, providing a pressure differential, resulting in a flow increase. The choice of the artificial lift method depends on a detailed analysis of the some factors, such as initial costs of installation, maintenance, and the existing conditions in the producing field. The Electrical Submersible Pumping method (ESP) appears to be quite efficient when the objective is to produce high liquid flow rates in both onshore and offshore environments, in adverse conditions of temperature and in the presence of viscous fluids. By definition, ESP is a method of artificial lift in which a subsurface electric motor transforms electrical into mechanical energy to trigger a centrifugal pump of multiple stages, composed of a rotating impeller (rotor) and a stationary diffuser (stator). The pump converts the mechanical energy of the engine into kinetic energy in the form of velocity, which pushes the fluid to the surface. The objective of this work is to implement the optimization method of the flexible polyhedron, known as Modified Simplex Method (MSM) applied to the study of the influence of the modification of the input and output parameters of the centrifugal pump impeller in the channel of a system ESP. In the use of the optimization method by changing the angular parameters of the pump, the resultant data applied to the simulations allowed to obtain optimized values of the Head (lift height), lossless efficiency and the power with differentiated results.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-31T20:42:20Z No. of bitstreams: 1 AlexandreTorresSilvaDosSantos_TESE.pdf: 4479347 bytes, checksum: 3c5c147ce62a6256530f17e60cf8fb0f (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-03T00:41:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlexandreTorresSilvaDosSantos_TESE.pdf: 4479347 bytes, checksum: 3c5c147ce62a6256530f17e60cf8fb0f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-03T00:41:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlexandreTorresSilvaDosSantos_TESE.pdf: 4479347 bytes, checksum: 3c5c147ce62a6256530f17e60cf8fb0f (MD5) Previous issue date: 2014-12-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi determinar a variabilidade sazonal-interanual e tend?ncia da velocidade do vento e validar o modelo num?rico de mesoescala para depois acoplar com o modelo num?rico de microescala no intuito de obter recursos e?licos em algumas localidades no Nordeste do Brasil (NEB). Para isso usamos dois conjuntos de dados de velocidade do vento (esta??es meteorol?gicas e torres anemom?tricas) e dois modelos din?micos; um de mesoescala e outro de microescala. Usamos ferramentas estat?sticas para avaliar e validar os dados medidos e simulados. As simula??es do modelo din?mico de mesoescala foram realizadas atrav?s de m?todos de assimila??o de dados (relaxamento newtoniano e filtro de Kalman). Os principais resultados apontam: (i) Cinco grupos homog?neos de velocidade do vento no NEB com valores maiores no inverno e primavera e menores para ver?o e outono; (ii) A variabilidade interanual da velocidade do vento em alguns grupos se destacaram com valores maiores; (iii) A circula??o de grande escala modificada por fen?menos El Ni?o e La Ni?a alterou a intensidade da velocidade do vento para os grupos com maiores valores; (iv) A an?lise de tend?ncia mostrou valores negativos mais significativos para os grupos G3, G4 e G5 em todas as esta??es do ano e na m?dia anual; (v) O desempenho do modelo din?mico de mesoescala apresentou menores erros nas localidades Paracuru e S?o Jo?o do Cariri e maiores erros foram observados em Triunfo; (vi) Aplica??o do filtro de Kalman diminuir significativamente os erros sistem?ticos apresentados nas simula??es do modelo din?mico de mesoescala; (vii) Os recursos e?licos apontam que as ?reas Paracuru e Triunfo s?o favor?veis para gera??o de energia, sendo que a t?cnica de acoplamento ap?s valida??o apresentou melhor resultado para Paracuru. Conclu?mos que o objetivo do estudo foi alcan?ado, sendo poss?vel agora identificar tend?ncias em grupos homog?neos do comportamento do vento, al?m de avaliar ? qualidade das simula??es tanto com o modelo din?mico de mesoescala como de microescala para responder quest?es necess?rias antes de planejar projetos de pesquisas na ?rea e?lica. / The objective of this study was to determine the seasonal and interannual variability and calculate the trends of wind speed in NEB and then validate the mesoscale numerical model for after engage with the microscale numerical model in order to get the wind resource at some locations in the NEB. For this we use two data sets of wind speed (weather stations and anemometric towers) and two dynamic models; one of mesoscale and another of microscale. We use statistical tools to evaluate and validate the data obtained. The simulations of the dynamic mesoscale model were made using data assimilation methods (Newtonian Relaxation and Kalman filter). The main results show: (i) Five homogeneous groups of wind speed in the NEB with higher values in winter and spring and with lower in summer and fall; (ii) The interannual variability of the wind speed in some groups stood out with higher values; (iii) The large-scale circulation modified by the El Ni?o and La Ni?a intensified wind speed for the groups with higher values; (iv) The trend analysis showed more significant negative values for G3, G4 and G5 in all seasons and in the annual average; (v) The performance of dynamic mesoscale model showed smaller errors in the locations Paracuru and S?o Jo?o and major errors were observed in Triunfo; (vi) Application of the Kalman filter significantly reduce the systematic errors shown in the simulations of the dynamic mesoscale model; (vii) The wind resource indicate that Paracuru and Triunfo are favorable areas for the generation of energy, and the coupling technique after validation showed better results for Paracuru. We conclude that the objective was achieved, making it possible to identify trends in homogeneous groups of wind behavior, and to evaluate the quality of both simulations with the dynamic model of mesoscale and microscale to answer questions as necessary before planning research projects in Wind-Energy area in the NEB

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-09T22:49:24Z No. of bitstreams: 1 LeonardoJorgeBrasilDeFreitasCunha_TESE.pdf: 18700119 bytes, checksum: 099db9a5955fbcce2aa9a2d7d78f62fd (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-10T22:57:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LeonardoJorgeBrasilDeFreitasCunha_TESE.pdf: 18700119 bytes, checksum: 099db9a5955fbcce2aa9a2d7d78f62fd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T22:57:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeonardoJorgeBrasilDeFreitasCunha_TESE.pdf: 18700119 bytes, checksum: 099db9a5955fbcce2aa9a2d7d78f62fd (MD5) Previous issue date: 2016-04-12 / No trabalho apresentam-se os resultados da pesquisa que aborda o desempenho da compartimenta??o horizontal seletiva na promo??o da Seguran?a Contra Inc?ndio em Edifica??es - SCIE. A compartimenta??o horizontal ? uma medida de prote??o passiva de total controle por parte do arquiteto, pass?vel de ser definida logo nas primeiras fases do processo projetual. Contudo, nota-se uma cont?nua reconfigura??o dos ambientes em edifica??es acad?micas, objetivando ajust?-los ? demanda surgente por espa?o. Assim, um determinado ambiente concebido inicialmente como uma ampla sala de aula pode se transformar em duas ou mais salas menores, por exemplo. Independentemente do momento em que ocorre a subdivis?o, seja na fase de projeto ou durante a ocupa??o da edifica??o, as normas s? consideram o ambiente compartimentado quando s?o empregados os elementos classificados como corta-fogo. Entretanto, considerando que os minutos iniciais de um inc?ndio s?o os mais importantes na prote??o a vida, trabalhou-se a hip?tese de que uma forma de particionamento ignorado pelas prescri??es normativas ? capaz de favorecer a evacua??o e o resgate dos ocupantes ao promover exaust?o da fuma?a no ambiente incendiado. A partir de um modelo representativo de um ambiente acad?mico constru?do, utilizou-se a simula??o computacional para testar o desempenho de um tipo de compartimenta??o horizontal seletiva com diferentes combina??es de aberturas para exaust?o da fuma?a. Nos resultados obtidos demonstrou-se que a compartimenta??o horizontal seletiva ? capaz de promover benef?cios para os ocupantes durante a evacua??o, tanto por promover maior altura da camada livre de fuma?a, quanto por retardar o instante em que a temperatura limite para a sobreviv?ncia humana ? atingida. / The thesis presents the results of research that addresses the performance of selective horizontal partitioning to promote Fire Safety in Buildings - FSB. Horizontal partitioning is a passive protection measure, settable in the early stages of the design process and controlled by the architect. However, there is a frequent reconfiguration of the rooms in academic buildings to adjust them for the space demand. Thus, large classrooms could turn into two or more smaller rooms, for example. Regardless when the subdivision occurs in the design phase or during the occupation of the building, the regulations just ensures the compartimentation of the room if all fireguard devices are present in the room. Knowing the fire's first minutes are the most important for life protection, we defend the hypothesis that a kind of partitioning ignored by regulatory standards is able to favoring the building vacancy and occupants rescue, for promote the room?s smoke exhaust. The performance of the selective horizontal partitioning due different blend of openings for smoke outlet was simulated on CFD software. The results indicate that selective horizontal partitioning is able to promote an upper smoke free layer and delay the indoor temperature growth.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloHRN_DISSERT.pdf: 1910960 bytes, checksum: 696b69a0c65216fcf9b33e58073b32ab (MD5) Previous issue date: 2012-08-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This dissertation describes the implementation of a WirelessHART networks simulation module for the Network Simulator 3, aiming for the acceptance of both on the present context of networks research and industry. For validating the module were imeplemented tests for attenuation, packet error rate, information transfer success rate and battery duration per station / Esta disserta??o descreve a implementa??o de um m?dulo de simula??o para redes WirelessHART, utilizando o simulador de redes Network Simulator 3, tendo em vista a aceita??o que ambos possuem no atual contexto de pesquisa e na ind?stria. Para valida??o do m?dulo foram implementados testes quanto a atenua??o dos sinais transmitidos, probabilidade de perda pacotes (Packet Error Rate PER), probabilidade de que uma informa??o produzida seja recebida no destino e dura??o da bateria nas esta??es

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JanioMJ_DISSERT.pdf: 1335875 bytes, checksum: 66bf87814878a12d218c01fed0b962d7 (MD5) Previous issue date: 2011-03-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / A crescente concorr?ncia nos servi?os de distribui??o de energia el?trica de boa qualidade obriga as concession?rias a investirem em projetos que garantam a sua qualidade. Manter n?veis de tens?o em padr?es aceit?veis no ponto de entrega da energia el?trica ao consumidor ? um dos principais problemas enfrentados. A utiliza??o de reguladores de tens?o torna-se uma forma vi?vel para garantir a qualidade do servi?o na entrega do produto (energia el?trica), no entanto, a especifica??o de seus ajustes n?o se constitue em tarefa simples, principalmente quando se tem grande varia??o de carregamentos, inclusive, desequil?brios. Com base nos problemas expostos na utiliza??o de reguladores de tens?o, foi desenvolvido um sistema para simular o comportamento de bancos trif?sicos de reguladores de tens?o usados em sistemas de distribui??o de energia el?trica. Tal simula??o ser? de grande valor para visualiza??o do comportamento de bancos trif?sicos de reguladores de tens?o, antes de sua instala??o na rede de distribui??o, para defini??o de par?metros de regula??o e restri??es de regula??o, para visualiza??o de valores de ajuste de regula??o e varia??es de tens?o. Uma caracter?stica importante deste simulador ? fato deste se comunicar com um programa TOpReDE (T?cnicas de otimiza??o para redes de distribui??o de energia el?trica), com intuito de comparar e validar resultados atrav?s da gera??o de gr?ficos, a partir do Matlab R . Nesta implementa??o foram utilizados os blocos funcionais do Matlab R /Simulink em conjunto com a biblioteca da Altera R , chamada DSP builder, ambiente no qual ser?o feitas simula??es e testes do sistema de regula??o de tens?o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoJTV.pdf: 1100058 bytes, checksum: 1324dc0f705af005f06ca71bee5c289c (MD5) Previous issue date: 2005-12-19 / The method of artificial lift of progressing cavity pump is very efficient in the production of oils with high viscosity and oils that carry a great amount of sand. This characteristic converted this lift method into the second most useful one in oil fields production. As it grows the number of its applications it also increases the necessity to dominate its work in a way to define it the best operational set point. To contribute to the knowledge of the operational method of artificial lift of progressing cavity pump, this work intends to develop a computational simulator for oil wells equipped with an artificial lift system. The computational simulator of the system will be able to represent its dynamic behavior when submitted to the various operational conditions. The system was divided into five subsystems: induction motor, multiphase flows into production tubing, rod string, progressing cavity pump and annular tubing-casing. The modeling and simulation of each subsystem permitted to evaluate the dynamic characteristics that defined the criteria connections. With the connections of the subsystems it was possible to obtain the dynamic characteristics of the most important arrays belonging to the system, such as: pressure discharge, pressure intake, pumping rate, rod string rotation and torque applied to polish string. The shown results added to a friendly graphical interface converted the PCP simulator in a great potential tool with a didactic characteristic in serving the technical capability for the system operators and also permitting the production engineering to achieve a more detail analysis of the dynamic operational oil wells equipped with the progressing cavity pump / O m?todo de eleva??o artificial por bombeio de cavidades progressivas tem se mostrado muito eficiente na produ??o de ?leos com alta viscosidade ou que carreiem uma grande quantidade de areia. Essa caracter?stica tem feito do mesmo o segundo m?todo de eleva??o mais utilizado nos campos de produ??o de petr?leo. ? medida em que aumenta o n?mero de suas aplica??es cresce tamb?m a necessidade de um maior dom?nio do conhecimento quanto ao seu funcionamento operacional, de maneira ? definir um ponto ?timo de opera??o. A fim de contribuir para a expans?o do conhecimento operacional do m?todo de eleva??o por bombeio de cavidades progressivas, este trabalho prop?e o desenvolvimento de um simulador computacional para po?os de petr?leo equipados com esse sistema, capaz de representar o comportamento din?mico do mesmo quando submetido ?s mais diversas condi??es operacionais. O sistema foi dividido em cinco subsistemas: motor de indu??o, escoamento multif?sico na coluna de produ??o, coluna de haste, bomba de cavidades progressivas e anular revestimento-coluna de produ??o. A modelagem e a simula??o de cada subsistema permitiram avaliar as caracter?sticas din?micas que definiram os crit?rios de acoplamento dos mesmos. Com a realiza??o do acoplamento foi poss?vel obter as caracter?sticas din?micas das principais vari?veis pertinentes ao sistema, tais como: press?o de recalque, press?o de suc??o, vaz?o da bomba, rota??o da coluna de haste e o torque aplicado ? haste polida. Os resultados apresentados, somados a uma interface gr?fica amig?vel, fazem do simulador de BCP uma ferramenta de grande potencial, tanto de car?ter did?tico, auxiliando na capacita??o t?cnica dos operadores do sistema, quanto para aux?lio na engenharia de produ??o, permitindo realizar uma an?lise mais detalhada da din?mica operacional dos po?os de petr?leo equipado com esse m?todo de eleva??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianoSB.pdf: 1824941 bytes, checksum: 9594a533193a54f04b78499b7820f209 (MD5) Previous issue date: 2007-07-30 / The processing of materials through plasma has been growing enough in the last times in several technological applications, more specifically in surfaces treatment. That growth is due, mainly, to the great applicability of plasmas as energy source, where it assumes behavior thermal, chemical and/or physical. On the other hand, the multiplicity of simultaneous physical effects (thermal, chemical and physical interactions) present in plasmas increases the complexity for understanding their interaction with solids. In that sense, as an initial step for the development of that subject, the present work treats of the computational simulation of the heating and cooling processes of steel and copper samples immersed in a plasma atmosphere, by considering two experimental geometric configurations: hollow and plane cathode. In order to reach such goal, three computational models were developed in Fortran 90 language: an one-dimensional transient model (1D, t), a two-dimensional transient model (2D, t) and a two-dimensional transient model (2D, t) which take into account the presence of a sample holder in the experimental assembly. The models were developed based on the finite volume method and, for the two-dimensional configurations, the effect of hollow cathode on the sample was considered as a lateral external heat source. The main results obtained with the three computational models, as temperature distribution and thermal gradients in the samples and in the holder, were compared with those developed by the Laboratory of Plasma, LabPlasma/UFRN, and with experiments available in the literature. The behavior showed indicates the validity of the developed codes and illustrate the need of the use of such computational tool in that process type, due to the great easiness of obtaining thermal information of interest / O processamento de materiais por plasmas tem crescido bastante nos ?ltimos tempos em diversas aplica??es tecnol?gicas, mais especificamente no tratamento de superf?cies. Esse crescimento se deve, principalmente, pela grande aplicabilidade do plasma como fonte energ?tica. Por outro lado, a multiplicidade de efeitos simult?neos presentes no plasma, (intera??es t?rmicas, qu?micas e f?sicas) aumenta a complexidade para entendimento da sua intera??o com s?lidos. Nesse sentido, como um passo inicial para o desenvolvimento desse tema, o presente trabalho trata da simula??o computacional de aquecimento e resfriamento de amostras de a?o e cobre em ambientes de plasma, considerando-se duas configura??es geom?tricas: catodo oco e catodo planar. Para tal, tr?s modelos computacionais foram desenvolvidos na linguagem Fortran 90: um modelo unidimensional transiente sem suporte (1D,t), um modelo bidimensional transiente sem suporte (2D,t) e um modelo bidimensional transiente (2D,t) que considera a presen?a de um suporte na montagem experimental. Os modelos foram desenvolvidos utilizando-se o m?todo dos volumes finitos e, para as situa??es bidimensionais, o efeito de catodo oco sobre a amostra foi considerado como uma fonte externa de calor lateral. Os resultados obtidos com os tr?s modelos computacionais, como a distribui??o de temperatura nas amostras e nos suportes, os seus gradientes t?rmicos, em fun??o de alguns experimentos de aquecimento e resfriamento desenvolvidos pelo Laborat?rio de Plasma, LabPlasma/UFRN, e de experimentos reportados na literatura, apontam para a validade dos c?digos desenvolvidos e ilustram a necessidade da utiliza??o dessa ferramenta nesse tipo de processo, pela sua facilidade de disponibiliza??o de informa??es t?rmicas de interesse

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PauloASP.pdf: 2445269 bytes, checksum: 158c07b839a3cc9c6803734bb383eed0 (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The use of Progressing Cavity Pumps (PCPs) in artificial lift applications in low deep wells is becoming more common in the oil industry, mainly, due to its ability to pump heavy oils, produce oil with large concentrations of sand, besides present high efficiency when compared to other artificial lift methods. Although this system has been widely used as an oil lift method, few investigations about its hydrodynamic behavior are presented, either experimental or numeric. Therefore, in order to increase the knowledge about the BCP operational behavior, this work presents a novel computational model for the 3-D transient flow in progressing cavity pumps, which includes the relative motion between rotor and stator, using an element based finite volume method. The model developed is able to accurately predict the volumetric efficiency and viscous looses as well as to provide detailed information of pressure and velocity fields inside the pump. In order to predict PCP performance for low viscosity fluids, advanced turbulence models were used to treat, accurately, the turbulent effects on the flow, which allowed for obtaining results consistent with experimental values encountered in literature. In addition to the 3D computational model, a simplified model was developed, based on mass balance within cavities and on simplification on the momentum equations for fully developed flow along the seal region between cavities. This simplified model, based on previous approaches encountered in literature, has the ability to predict flow rate for a given differential pressure, presenting exactness and low CPU requirements, becoming an engineering tool for quick calculations and providing adequate results, almost real-time time. The results presented in this work consider a rigid stator PCP and the models developed were validated against experimental results from open literature. The results for the 3-D model showed to be sensitive to the mesh size, such that a numerical mesh refinement study is also presented. Regarding to the simplified model, some improvements were introduced in the calculation of the friction factor, allowing the application fo the model for low viscosity fluids, which was unsuccessful in models using similar approaches, presented in previous works / O uso de bombas de cavidades progressivas (BCP) para eleva??o artificial de petr?leo em po?os de baixa a m?dia profundidade est? se tornando mais comum na ind?stria do petr?leo devido, dentre outras caracter?sticas, ? sua habilidade de bombear ?leos pesados, produzir ?leo com grandes concentra??es de part?culas s?lidas, e tolerar grandes fra??es de g?s livre. Al?m disso, apresenta alta efici?ncia, quando comparado a outros sistemas de eleva??o artificial. Apesar de este sistema ser bastante utilizado na eleva??o de ?leo, poucas investiga??es acerca do seu comportamento hidrodin?mico podem ser encontradas na literatura. Desta forma, devido ? necessidade de obter um maior dom?nio do comportamento operacional da BCP, este trabalho apresenta um novo modelo computacional para escoamento 3-D transiente em bombas de cavidades progressivas, utilizando o m?todo dos volumes finitos baseado em elementos, no qual se inclui o movimento relativo entre o rotor e o estator. O modelo desenvolvido ? capaz de predizer com exatid?o par?metros operacionais, como efici?ncia volum?trica e perdas viscosas, assim como fornecer informa??es detalhadas dos campos de press?o e velocidade no interior da bomba. Para tornar poss?vel o estudo com BCP s bombeando fluidos de baixa viscosidade, foram utilizados modelos de turbul?ncia avan?ados para tratar adequadamente os efeitos turbulentos no escoamento, os quais permitiram obter informa??es coerentes com a literatura do comportamento da BCP em resultados experimentais. Al?m do modelo tridimensional, este trabalho apresenta um modelo simplificado baseado em um balan?o de massa entre as cavidades e na simplifica??o das equa??es do movimento para escoamento completamente desenvolvido ao longo das linhas de selo entre as cavidades. O modelo simplificado, baseado em abordagens j? utilizadas para este tipo de bomba, tem capacidade de predizer valores de vaz?o para um dado diferencial de press?o, apresentando exatid?o e requerendo pouco trabalho de CPU, tornando-se uma ferramenta de engenharia de uso f?cil, permitindo respostas num?ricas aproximadas em tempo-real. Os resultados apresentados neste trabalho consideraram uma BCP de estator r?gido e os modelos apresentados foram validados com resultados experimentais da literatura. Os resultados para o modelo tridimensional mostraram-se sens?veis ao tamanho da malha, de maneira que um estudo de refinamento de malha ? apresentado. J? no modelo simplificado foram introduzidos alguns melhoramentos no c?lculo do fator de atrito permitindo a aplica??o para fluidos de baixa viscosidade, o que n?o era poss?vel em modelos similares apresentados em trabalhos anteriores