Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9113_Bárbara Pessini Penna Forte Apenburg20160310-93513.pdf: 12564374 bytes, checksum: 873dd750c4f8f203c2949471a62dea12 (MD5) Previous issue date: 2015-07-29 / Fluidos não newtonianos podem apresentar diversas características complexas, como a viscoelasticidade, plasticidade e tixotropia. Entender o comportamento desses materiais é fundamental para facilitar sua aplicabilidade, já que muitos deles estão presentes no cotidiano das pessoas, como géis, chocolate, maionese, dentre outros. O presente trabalho foi desenvolvido utilizando o petróleo parafínico. Esse tipo de petróleo, presente em bacias localizadas em águas profundas, quando submetido a baixas temperaturas durante paradas de produção, precipita suas parafinas dando origem a uma estrutura que pode ser muito resistente ao escoamento. Dessa forma, o material formado pode representar uma grande dificuldade para o reinício da produção. O dimensionamento das bombas e compressores utilizados para esse fim depende de uma propriedade reológica denominada tensão limite de escoamento e, por isso, é fundamental obter valores confiáveis desse parâmetro reológico. No entanto, o comportamento complexo, e a dependência das características do petróleo com o histórico de cisalhamento e temperatura tornam essa tarefa desafiadora. Além desses, outros fatores podem influenciar na medição da tensão limite de escoamento, como o efeito do escorregamento na parede da geometria e se o resfriamento é estático ou dinâmico. Este trabalho mostra a variação da tensão limite de escoamento para ensaios com resfriamento dinâmico. Nesses ensaios, diferentes estruturas são formadas gerando diferentes respostas na tensão limite de escoamento. A imposição de uma tensão durante o resfriamento causou a redução na tensão limite de escoamento c. Elevando-se a tensão imposta, c. diminiu até atingir um mínimo. Em seguida percebeu-se um aumento da tensão limite de escoamento com o aumento da tensão imposta. Os experimentos realizados neste trabalho foram feitos em um reômetro comercial do tipo tensão controlada (stress controlled). O efeito escorregamento foi testado comparando geometrias lisas e rugosa e foi possível verificar sinais de sua presença, com a redução da tensão limite de escoamento para geometrias lisas. A equação de Weissenberg-Rabinowitsch utilizada para correção da não homegeneidade da tensão de cisalhamento ao longo do raio da geometria, pareceu não ser necessária para os resultados demonstrados. Palavras chave: Curva de Fluxo, Resfriamento Dinâmico, Tensão Limite de Escoamento

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12328_Luiz Fernando Rambalducci Dalla.pdf: 41427283 bytes, checksum: d49c00205c0590d2054433fdcf498eff (MD5) Previous issue date: 2018-04-30 / O reinício de escoamento de petróleo parafínico é um problema de extrema gravidade no âmbito da garantia de escoamento. Após um período de parada na produção, as parafinas se precipitam e o óleo começa a se comportar como um material não newtoniano. Na verdade, ele se comporta como um material viscoelastoplástico e tixotrópico. Para o reinício de escoamento, o aspecto viscoplástico é o mais importante. A pressão mínima necessária para reiniciar o escoamento deve ser prevista. Para isso é comum utilizar-se a relação, ∆P = 4τ0L/D onde L e D são, respectivamente, o comprimento e o diâmetro do tubo e τ0 é a tensão limite de escoamento do petróleoobtidaporreometria.Estetrabalhoavaliouoquãorealistaéessaexpressão,umavezque elanãoconsidera,porexemplo,ofenômenodedeslizamentonaparede.Foiutilizadoumaparato experimental composto por um pistão que desloca o material viscoplástico dentro de um tubo. A tensãocríticaparainiciaroescoamentofoicomparadacomatensãolimitedeescoamentoatravés do fator de deslizamento FD = (τ0 −τc)/τ0. Os ensaios foram realizados para Carbopol e Petróleoparafínico.ParaoCarbopolatensãocríticaobtidanabancadafoimenordoqueatensão limite de escoamento no caso do tubo liso. Entretanto, utilizando uma superfície interna rugosa, o fator de deslizamento reduz, indicando que o deslizamento é um fenômeno importante no reinício de escoamento do Carbopol. Nos ensaios com petróleo parafínico, foram testadas duas temperaturas iniciais de aquecimento 50◦C e 60◦C. Verificou-se uma boa concordância entre a tensão crítica obtida na bancada e a tensão limite de escoamento. Os resultados indicaram que o mecanismo de quebra da estrutura gelificada ocorre por falha adesiva e, nesse caso, a equação acima fornece uma estimativa razoável da pressão necessária para reiniciar o escoamento. Palavras-chave: Carbopol. Petróleo parafínico. Tensão limite de escoamento. Reinício de escoamento. Deslizamento.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-02-25T20:37:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Texto Completo.pdf: 18980626 bytes, checksum: 51d95a3f57d8198e5bd10707ad7e2170 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2017-05-03T15:20:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Texto Completo.pdf: 18980626 bytes, checksum: 51d95a3f57d8198e5bd10707ad7e2170 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T15:20:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Texto Completo.pdf: 18980626 bytes, checksum: 51d95a3f57d8198e5bd10707ad7e2170 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Non-Newtonian fluids may present several complex characteristics, such as viscoelasticity, plasticity and thixotropy. Understanding the behaviour of these materials is essential to facilitate its applicability, since many of them are present in daily life, such as gels, chocolate, and mayonnaise. The material studied on the present work was an waxy crude oil. The oil, present in reservoirs located in deep water, when subjected to low temperatures during production shutdowns, precipitates its paraffin, creating a structure which may be very resistant to flow. Thus, the formed material may represent a great difficulty to production restart. The design of pumps and compressors used in these systems depend on a rheological property called yield stress and therefore, it is essential to obtain reliable values of this rheological parameter. However, the complex behaviour, and the dependence of the crude oil characteristics on the shearing and temperature history make this a challenging task. Besides these, other factors may influence the measurement of yield stress, as the effect of wall slip and if the cooling is static or dynamic. This work shows the variation of yield stress for tests with dynamic cooling. The imposition of a stress during cooling caused the reduction in yield stress 0. Increasing the imposed stress, 0 decreased until it reached a minimum. Next, it was noticed an increase in yield stress with increasing imposed stress. The experiments carried out in this work were made in a commercial stress control rheometer. The effect of wall slip was tested by comparing smooth and rough geometries and it was verified signs of its presence, with the reduction of yield stress for smooth geometries. The equation of Weissenberg-Rabinowitsch, used for correction of the inhomogeneity of the shear stress along the radius geometry, seemed to be not necessary for the demonstrated results. / Fluidos não newtonianos podem apresentar diversas características complexas, como a viscoelasticidade, plasticidade e tixotropia. Entender o comportamento de materiais tão complexos é fundamental para facilitar sua aplicabilidade, já que muitos estão presentes no cotidiano das pessoas, como géis, chocolate e maionese. O material estudado no presente trabalho foi um petróleo parafínico. O petróleo, presente em bacias localizadas em águas profundas, quando submetido a baixas temperaturas durante paradas de produção, precipita suas parafinas dando origem a uma estrutura que pode ser muito resistente ao escoamento. Dessa forma, o material formado pode representar uma grande dificuldade para o reinício da produção. O dimensionamento das bombas e compressores utilizados para retomada da produção depende de uma propriedade reológica denominada tensão limite de escoamento e, por isso, é fundamental obter valores confiáveis desse parâmetro reológico. No entanto, o comportamento complexo, e a dependência das características do petróleo com o histórico de cisalhamento e temperatura tornam a tarefa desafiadora. Outros fatores podem influenciar na medição da tensão limite de escoamento, como o efeito do escorregamento na parede do sensor da geometria e se o resfriamento é estático ou dinâmico. Este trabalho mostra a variação da tensão limite de escoamento para ensaios com resfriamento dinâmico. A imposição de tensão durante o resfriamento causou a redução da tensão limite de escoamento 0. Elevando-se a tensão imposta, 0 reduziu até atingir um valor mínimo. Em seguida, percebeu-se um aumento da tensão limite de escoamento com o aumento da tensão imposta. Os experimentos realizados neste trabalho foram feitos em um reômetro comercial do tipo tensão controlada (“stress controlled”). O efeito de escorregamento da amostra foi testado comparando geometrias com superfícies lisas e ranhuradas e foi possível verificar sinais de sua presença, com a redução da tensão limite de escoamento para geometrias lisas. A equação de Weissenberg-Rabinowitsch, utilizada para correção da não homogeneidade da tensão de cisalhamento ao longo do raio da geometria, mostrou-se não necessária para os resultados demonstrados.

Orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Resumo: O ensaio de abatimento de tronco de cone, desenvolvido inicialmente como ferramenta de controle de qualidade para avaliar a consistência de materiais cimentícios e com grande aplicação no setor da construção civil, tem sido cada vez mais empregado para análise de materiais de diferentes setores, seja da indústria do petróleo, da mineração e mesmo de alimentos. O interesse de diferentes setores industriais pela medida do abatimento deve-se a esta possibilitar uma ferramenta de controle de qualidade de materiais e ainda fornecer um mecanismo simples e fácil para a determinação de um importante parâmetro reológico, a tensão limite de escoamento. Nesse contexto, esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um aparato experimental capaz de realizar, de forma automatizada, o ensaio de abatimento de tronco de cone (comumente conhecido por slump test), desde o levantamento do cone de Abrams até a medição do abatimento. A partir do equipamento desenvolvido, três abordagens são realizadas e discutidas ao longo desta dissertação, tendo como materiais avaliados os géis de carbopol (fluido teste reologicamente representativo de lamas), lamas, argamassas e concretos. A primeira abordagem diz respeito a funcionalidade e operacionalidade do aparato automatizado de slump test. A segunda abordagem apresenta modelos empíricos de determinação da tensão limite de escoamento e viscosidade aparente, a partir da medida mais rigorosa de abatimento e outras informações fornecidas pelo a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The slump test was, initially, developed as a quality control tool for evaluating the consistency of cement-based materials, with many applications in civil engineering, it has been used for the analysis of materials in different sections of petrol industries, mining, and even food industries. The interest of these different industrial sections in the slump is due to its possible role as quality control tool of materials, providing an easy and simple mechanism for the determination of an important rheological parameter: the yield stress. In this context, this dissertation presents the development of an experimental apparatus capable of obtaining, in such automated way, the slump test, since the lifting of the Abrams cone to the obtaining of the slump. From the apparatus, three approaches are presented and discussed in this text, showing the results for the evaluation of materials such as carbopol gel (a rheological representative fluid of mud), mud, concrete and mortar. The first approach deals with the functionality of the automated apparatus for slump test. The second approach presents empiric models for the determination of yield stress and apparent viscosity, from the slump and further information obtained by the automated apparatus. The third and last approach presents the numerical simulation and validation of the slump test by the use of FLUENT software, considering the Non-Newtonian property (Herschel-Bulkley’s fluid) of the tested materials, and the trial of the mode... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre