Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_Adriana_M.pdf: 11931318 bytes, checksum: 4efd1b7fc64d8f9d33e41d3e2cb59c80 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho foram estudados os efeitos, na perda de carga de um escoamento bifásico óleo pesado-água em um tubo de aço carbono horizontal, causados pela adesão de óleo sobre a superfície interna do tubo. O padrão de escoamento investigado foi o padrão anular, característico da técnica core flow, a fim de melhorar a aplicação dessa técnica no transporte de óleos viscosos. A operação em modo core flow de uma linha de transporte consiste em injetar água de forma tal a lubrificar o óleo pesado e impedir que este entre em contato com a parede da tubulação. Um aspecto essencial para a viabilidade de aplicação dessa técnica em campo é o de se inibir a formação de depósitos de óleo junto à parede do duto, visto que o óleo freqüentemente toca a parede, independentemente da inclinação do tubo. Para isto, foi inicialmente monitorada a perda de pressão em um tubo sem tratamento superficial, no decorrer de 35 horas de escoamento sem interrupção, onde observou-se que a queda de pressão no tubo manteve-se inalterada. A densidade e a viscosidade do óleo e da água foram medidas antes, durante e depois do experimento. O tubo de aço utilizado foi seccionado longitudinalmente para permitir inspeção de sua superfície interna após o teste. Em seguida foram realizados testes transientes do tipo stop-and-go, no intuito de se determinar o tempo necessário para repartida (limpeza) da linha com água, após uma parada de operação no modo core flow. Foi desenvolvido um modelo físico simples que permitiu determinar e avaliar o tempo de repartida, o qual foi ajustado com os resultados experimentais / Abstract: In this work we investigate the effects on the pressure drop in heavy crude oil-water flow inside a horizontal carbon steel pipe, caused by oil adhesion onto the pipe wall. The flow pattern studied was core-annular flow, because of its great interest in heavy oil pipelining. The operation of a pipeline in Core Flow mo de consists of injecting water to lubricate the heavy oil so as to keep it from the contact with the pipe wall. An essential aspect for the feasibility of this technique in the field is inhibiting the fonnation of deposits of oil on the wall, since the oil frequently touches it, for any pipe inc1ination. At first, the pressure drop in the pipe was monitored continuously during 35 hours of flow without interruption, and was observed to be unchanged. The density and viscosity of oil and water were also measured during the experimento The carbon-steel pipe used was longitudinally cut to allow for inspection of its inner surface afier the experimento Next, transient stop-and-go tests were run, in order to detennine the time required to restart the line with water, afier a shutdown of an initially stable Core Flow. A simple physical model to evaluate theoretically the restart time was developed, which has proved useful for interpretation of our results / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Evaldo Miranda Coiado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T21:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diniz_VictorEmanuelM.G_M.pdf: 18950138 bytes, checksum: eab907cd8aba8dcfeedb022ce981d9e3 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Na literatura existem muitas comprovações experimentais sobre as perdas de carga provocadas por escoamentos bifásicos (sólido-líqüido) em encanamentos horizontais e um número muito reduzido de pesquisas em encanamentos inclinados, assim, investigou-se o comportamento das perdas de carga em trechos inclinados de sentido ascendente e descendente, variando a velocidade de escoamento, a concentração do sólido na mistura e a inclinação dos trechos, comparando-se as perdas verificadas nos trechos inclinados com as calculadas através de equações existentes na literatura. Para isto, uma bancada de ensaios foi montada para permitir variar, com flexibilidade,a velocidade média do escoamento, a concentração e o ângulo de inclinação da tubulação. Concluiu-se que as perdas de carga unitárias para o trecho descendente são sempre menores que as perdas para o trecho horizontal que por sua vez são sempre menores que as perdas para o trecho ascendente, independente do ângulo de inclinação e das concentrações. Concluiu-se ainda que as perdas de carga, devido ao escoamento de misturas sólidolíqüidas ,nos trechos de fluxo ascendente e descendente afastam-se significativamente daquelas calculadas com as equações propostas por outros autores / Abstract: There are many experimental confirmations about head losses caused by two-phase (solid-liquid) flows in horizontal pipes and little research in inclined pipes in the books, therefore,this survey intended to research the head losses' behavior in upward and downward flows in inclined pipes varying the flow velocity, the solid concentration in the slurry and the pipe inclination. It was made comparisons to the head losses verified in inclined pipes to those calculated by the equations existing in books. A pipe loop system was built to easilyvary the flow velocity, the slurry concentration and the pipe inclination. It was concluded that the head losses in the flow downward sloping pipe are always lower than the head losses in the horizontal flow and these are always lower than the head losses in the flow upward sloping pipe, not mattering the concentration and slope inclination. It was also concluded that the head losses of the solid-liquid slurry flow upward and downward sloping pipe are very distant ITomthose calculated with the equations proposed by others authors / Mestrado / Recursos Hidricos e Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Orientador :Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mata_JosaphatDiasda_M.pdf: 3456265 bytes, checksum: f51aa6769986cc87b851d98229ff9dcd (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: A determinação da hração de vazio em misturas bifásicas gás-líquido é essencial para um completo entendimento da hidrodinâmica dos fluídos associada ao escoamento multifásico. Muitas técnicas de medida de fração de vazio têm sido desenvolvidas e as já conhecidas aperfeiçoadas com o objetivo de medi-las com maior rapidez e precisão. Neste trabalho empregou-se técnica experimental de atenuação de raios gama para medir a fração de vazio em uma seção de um tubo cilíndrico de policarbonato de 104 mm de diâmetro interno com escoamento bifásico ar-água vertical ascendente. Foram atingidos vários padrões de escoamento bifásico. variando-se as vazões de ar e de água. respectivamente. de 5 a 450 m3/h é de 5 a 25 m3/h. Para cada condição de fluxo foram determinadas as frações de vazio linear e superficial, observando-se também o padrão de escoamento. A comparação entre os resultados obtidos e os dados de outros autores mostrou haver boa concordância, não só para as frações de vazio, como também para os padrões de escoamento. Além disso, para os casos possíveis foi calculado o parâmetro de distribuição (Co), parâmetro este que leva em consideração a não uniformidade do fluxo e os perfis de concetração das fases no modelo de Zuver e Findlay / Abstract: The evaluation of void fraction in gas liquid two-phase flow is essential for a through understanding of the fluid hydrodynamics associated tothe multiphase flow. Many void fraction measurement techniques have been developed, and those already known have been improved, so that the goal of measuring them faster and more acurately may be attained. The present work deals with experimental void fraction measurement in a two phase air-water flow, by using a gamma-ray attenuation technique. Several upward vertical flow patterns in a 104-mm cylindrical tube were simulated. The air flow varied form 5 to 450 m3/h and the water flow varied from 5 to 25 m3/h for each determined, based on the measured linear void fractions, and the flow pattern was observed. The results were compared with some other authors' data and showed a good agreement, not only for the void fractions, but also for the flow patterns. Besides, for all possible cases, the distribution parameter (Co), which takes into account the non uniformity of the flow and the concentration phase profiles in Zuber and Findlay's model, was calculated / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de CAmpinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_SheilaLopes_M.pdf: 1225537 bytes, checksum: bc1d0c13bf590d7a60c7e3cdecec88d9 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Este trabalho consiste no estudo do escoamento de gases a altas velocidades através dos poros de rochas-reservatório de petróleo. Neste caso há um desvio da lei de Darcy devido às forças inerciais que não podem ser desprezadas. A análise deste escoamento é feita através da equação de Forchheimer que considera tanto as forças viscosas quanto as inerciais. Inicialmente, o estudo é realizado com amostras de rocha secas com permeabilidade dentro de uma faixa de 3 X 10-14 a 6 X 10-13 m2 e porosidade de 13 a 30% através das quais escoa-se nitrogênio a baixas e altas velocidades. Posteriormente, analisa-se o escoamento a alta.s velocidades com amostras contendo uma saturação residual de líquido que não se altera pela passagem do gás, mas que modifica o escoamento doN 2 no meio poroso. Por fim, propõe-se uma correlação para o coeficiente de illércia da equaçã.o de Forchheimer em função da permeauilidade, da porosidade e da saturação residual de fluido na rocha / Abstract: This work presents a study of high-velocity gas flow through the pores of petroleum reservoirs. When fluid velocities are large enough, inertial effects become significant and a modification of Darcy's law is necessary. This flow analysis is described by Forchheimer that 'considers viscous and inertial effects in his equation. The study is initially accomplished with dry-cores of absolute permeabilities ranging from 3 X 10-14' m2 to 6 X 10-13 m2 and porosities' varying from 13 to 30%. The inertial coefficient can be estimated by flowing gaseous N 2 at high velocities through the cores. Aditional results were obtained with N2 gas as the flowing phase and a KCl solution (Qr a glycerin solution) as the immobile liquid phase. A correlation is developed from this analysis to predict the inertial coefficient as a function of rock properties and residual saturation / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_FernandoAntonioSimoes_M.pdf: 2471142 bytes, checksum: 71a6e26d3baf194caeecbb2316404c7f (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho visa estudar o fenômeno da separação de fases que ocorre em um tê vertical, utilizando um programa de computador bidimensional baseado no modelo de dois fluidos, para representar o comportamento do escoamento bifásico, e no método dos volumes finitos, para discretizar as equações de conservação. Como partes essenciais deste estudo temos o desenvolvimento de um termo local de difusão viscosa para o modelo, assumindo escoamento laminar, como também o estudo de uma equação constitutiva para a transferência interfacial de quantidade de movimento, representativa para a simulação do fenômeno. A separação das fases foi simulada para valores 0.5 e 1 da razão entre os diâmetros do braço lateral e do ramo principal, de acordo com dados experimentais encontrados na literatura. Uma detalhada distribuição da fração de vazio, pressão e função de corrente é apresentada a partir dos resultados numéricos. Os valores preditos demonstram que o modelo utilizado consegue predizer razoavelmente a separação das fases, quando a taxa de extração é maior que 0.3, apresentando desvio médio de 10 % em relação aos dados experimentais. Para baixas extrações, um modelo tridimensional pode ser desejado para representar o fenômeno. Verificou-se, neste caso, uma tendência para subestimar a separação, com desvio médio de 25 % / Abstract: The main objective of this work is to study the phase separation phenomena in a vertical tee. A two-dimensional computer code was used to solve the two-fluid model equations, using the finite volume method. A fundamental part is the development of simple model to viscous diffusion term, assuming laminar flow. Special attention is directed to the modelling of the constitutive equation for the interfacial friction term. The phase separation was simulated considering two values of branch-to-inlet diameter ratio, 0.5 and 1, according to reported experimental results . Detailed distributions of void fraction, pressure and velocity of both phases are presented. A good agreement was obtained between the computer code results and the experimental data, when the extraction rate was greater than 0.3. The mean deviation for these data was about 10 %. For lower extraction rate, a three - dimensional model would be more suitable. ln this case, the mean deviation for alI data was about 25 %, with a tendency of the split ratio to be under predicted. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Fernando de Almeida França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:51:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_MarcelodeAlbuquerqueLima_M.pdf: 2839104 bytes, checksum: c0888a0a2787454c802191da04cec1fa (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: A medição de vazões em escoamentos bifásicos gás-líquido é uma área de interesse crescente, particularmente o que refere-se à engenharia de petróleo. Neste Trabalho é apresentada a aplicação de ultra-som para a obtenção de vazões de gás e líquido no escoamento pistonado vertical. O método é não intrusivo e não requer, portanto, separação de fases. Os dados experimentais foram obtidos no Laboratório de movimentação de fluidos do Centro de Pesquisas da Petrobrás, CENPES. Para a determinação de vazões de gás e líquido, Foram medidadas variáveis que caracterizam o escoamento pistonado (bolha de Taylor e pistão de líquido). Estes Valores foram empregados em um modelo mecanicista que representa o escoamento e, assim, as vazões das duas fases puderam ser calculadas. Os Valores das variáveis medidas por ultra-som apresentaram relativa proximidade aos valores obtidos através do modelo de Sylvester [1987]. Apesar da complexidade envolvendo á representação física do escoamento pistonado e de sua modelagem, a maioria dos resultados obtidos encontra-se dentro da faixa de ~ 35% de erro absoluto. A técnica Pode ser aperfeiçoada em relação ao processamento e interpretação dos sinais de ultra-som / Abstract: The measurement of flow rates in gas-liquid two-phase flows is a subject' of increasing interest, particularly in whitch refers to the Petroleum Engineering. In this dissertation it is shown the application of ultrasonic techniques to obtain the gas and liquid flow rates in avertical slug flow. The method is non intrusive and does not require phase separation. Experimental data were taken in a 0.05 m ID pipe 12 meters high, at Petrobrás Reseach Center, CENPES. To accomplish the measurement of liquid and Gas flow rates, variables with caracterize the flow unit (Taylor bubble and liquid slug) were measured. These values were taken to amechanistic model representing the flow, so that the gas and liquid flow rates were calculated. The values for the variables measured by ultrasonic technic showed a reasonable agreement with those obtained usin9 the model proposed by Sylvester [1987]. Despite the complexities involving the physical representation of slug flow, and its modeling, most of the reults are within the range of !35% of absolute error. The technic can be improved for the processing and interpretation of ultrasonic signals in slug flow / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Luiz Fernando Milanez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Departamento de Energia / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:24:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_PauloIgnacioFonsecade_D.pdf: 16580124 bytes, checksum: 960219a688bc37a433bd3c16591fd29a (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O modelamento numérico do escoamento laminar entre placas verticais foi realizado com a solução das equações elipticas que descrevem o problema. Resultados experimentais da convecção forçada foram obtidos na literatura e utilizados para verificar a acuidade do método. Foram simuladas, posteriormente. situações de interesse para o resfriamento de dispositivos eletrônicos. A convecção mista, induzi da pela ação de um ventilador e de fontes térmicas discretas localizadas nas paredes isoladas de um canal, foi estudada e recomendações foram produzidas para o correto posicionamento das fontes. A convecção natural, produzida por placas verticais isotérmicas. foi estudada numa região confinada. Não foi possível modelar a vazão em massa na cavidade que é induzida pelas placas. assumindo-se a vazão em convecção livre como um limite superior. As qualidades demonstradas pelo método numérico desenvolvido recomendam a continuidade de desenvolvimento do algoritmo de cálculo. principalmente para lidar com malhas não regulares / Abstract: The numerical modeling of the laminar convective flow between vertical plates was carried out in order to obtain the solution of the elliptical equations describing the problem. Experimental results obtained in the literature were used to verif the accuracy of the method. Eventually, study cases were considered for situations of interest in cooling of eletronic equipments. Mixed convenction generated by isolated thermal sources located in one of the adiabatic walls of a vertical channel was studied and recommentadions adressed considering the relative position of the sources. Natural convection generated by heated vertical plates, with uniform wall temperature , was studied within an enclasure. It was not possible to model the induced mass flow and the free convection mass flow was assumed as an upper limit. The features of the model developed recommended further investigation of this algorithm including consideration of non uniform grids / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Fernando de Almeida França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_PauloEdisonFurtado_M.pdf: 2421948 bytes, checksum: 890a04a78470517a6fa72b25aaa260fe (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho estuda o processo de reversão de fluxo em um escoamento vertical anular e sua aplicabilidade à ocorrência de auto-amortecimento em poços produtores de gás natural. O fenômeno foi experimentado em laboratório utilizando ar e água como f.luidos e o aparato foi validado através de ensaios de inundação. São apresentados resultados experimentais de reversão de fluxo com medições de pressões, vazões e frações de vazio médias na seção transversal. É proposto um modelo semi-analítico com base num filme de líquido pendurado numa tubulação por efeito do fluxo gasoso. O modelo apresenta bons resul tados quando comparados com outros da literatura, específicos para auto-amortecimento de poços produtores de gás natural com líquidos / Abstract: The flow reversal and its application to gas-well load-up was investigated in a 27 mm ID cylindrical vertical pipe with air-water flows. The experimental flow loop was validated for flooding data. Flow reversal experimental data include mean film thickness, dispersion rate, pressure drop, void fraction and co-current and counter-current flow rates. A model for de onset of flow reversal and gas-well load-up was developed. This model establishes the minimum tension to hold a hanging film, balancing gravity and interfacial forces. The prediction of the theory is in satisfactory agreement with experimental data / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador : Antonio de Melo Serrano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-14T13:12:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspinozaAtencia_EliJoaquim_M.pdf: 3800861 bytes, checksum: c04f798ce5c26ec364000f8f039e38cc (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: O presente trabalho visou estudar as taxas de liberação de gás carbônico do café torrado e moído. Consistiu em medir as pressões criadas pela liberação de CO2 de uma amostra do café torrado e moído, num aparelho manométrico previamente desenhado e construído por nós. O volume do gás liberado foi determinado a partir do aumento das pressões manométricas (?hO - ?ht) , de 200g de amostra de café torrado e torrado e moído. Com os dados obtidos das pressões calcularam-se os volumes de CO2 liberado de 100g de amostra. O estudo foi realizado em café com torração forte e café com torração fraca, com moagens grossas (.d.m.p. = 0,96mm) e finas (d.m.p. = 0,38 - 0,55mm), e considerando duas temperaturas de armazenamento ou repouso (22+- 1°C e 32+- 1°C), antes da embalagem. Os resultados obtidos podem ser assim resumidos: 1. O café com torração forte (TF) tem maior coeficiente de porosidade (Ç) que o café com torração fraca (TF). 2. Com a diminuição do diâmetro médio ponderado das partículas de café torrado e moído diminui o CO2 retido logo depois da moagem. 3. Para um mesmo diâmetro médio ponderado, o café com torração fraca retêm mais CO2 que o café com torração forte. Para uma granulometria grossa (d.m.p.= 0,96 mm) a liberação de CO2 é maior ã temperatura de repouso de 32+- 1ºC, do que a de 22+- 1ºC; para uma granulometria fina (d.m.p. = 0,38 mm) não há diferenças, praticamente. As taxas de liberação de CO2 são muito altas nas primeiras 10 horas depois da moagem e depois das 30 horas são muito pequenas. Quando em repouso, as moagens finas (C e D) liberam maior porcentagem de seu conteúdo de CO2 que a moagem grossa (A). / Abstract: This work studied the evolution of carbon dioxide in roasted and ground coffee. The pressures development when the carbon dioxide was evolved from a sample of roasted and ground coffee were measured by a manometric apparatus bult up in our laboratory. The volume of gas evolved was determined from the increase in the manometric pressures (?hO - ?ht), of 200 g of samples of roasted and roasted and ground coffee. From the pressure data the evolved volume of CO2 from 100 g of sample were calculated. For this study the coffee was roasted in two differents conditions ground in different particles sizes and stored at two different temperatures before packaging. The results obtained can be summarized as follows: 1. The coffee roasted at the highest condition has the higher coefficient of porosity (K). 2. Decreasing de weight average diameter of the roasted and ground coffee, decreases the CO2 retained just after the grinding. 3. For the same weight average diameter the coffee roasted at the lowest condition retain greater amount of CO2. For the thick granulometry the CO2 evolution is higher at 32ºC. For the thin granulometry there is almost no difference. The rate of CO2 evolution is very high during the first 10 hours after the grinding but very low after 30 hours. While resting before the packaging, the thin grinding coffee evolved higher percentage of its CO2 than the thick grinding coffee. / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador : Jose Maria Saiz Jabardo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T15:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_FernandodeAlmeida_D.pdf: 5590195 bytes, checksum: 933cc6f5dc7ba44f77cb126ae7297b75 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Mostra-se, neste trabalho, o desenvolvimento de modelos semi-analíticos de previsão das transições bolhas-pistonado e pistonado-agitante em um escoamento gás-líquido vertical ascendente. Os resultados foram comparados com modelos analíticos e dados experimentais publicados. Um circuito de escoamento bifásico de água e ar, vertical, operável em baixa pressão, foi especialmente montado para que se obtivesse da- dos experimentais relacionados aquelas transições. Fotografias do escoamento e análises de propriedades dinâmicas do sinal de um sensor de resistividade mostraram que características importantes do escoamento não haviam sido, ate então, consideradas no modelamento das transições bolhas-pistonado e pistonado-agitante / Abstract: The present work focus on developments of semi-analytical models for predicting the bubble-slug and slug-churn transition that are observed in a vertical upward gas- liquid flow. The results were compared with existing models and experimental data. An air-water vertical loop was constructed in order to obtain experimental data related to the mentioned transition regimes. The data were obtained through analyses of the dynamical properties of the signal from a resistivity probe. The results are also presented by photographs of the flow. Both photographs and signal data showed that important characteristics o£ the flow, of critical relevance when modeling the bubble-slug and the slug-churn transitions, had not been considered yet / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica