Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-28T20:29:05Z No. of bitstreams: 1 TONY CARLOS MOURA CAVALCANTI – TESE (PPGEEI) 2016.pdf: 4469755 bytes, checksum: 884382b3c566b4aca499dc522be900ab (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T20:29:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TONY CARLOS MOURA CAVALCANTI – TESE (PPGEEI) 2016.pdf: 4469755 bytes, checksum: 884382b3c566b4aca499dc522be900ab (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / CNPq / O objetivo neste trabalho é propor um sistema para a hidrometria na faixa de submedição utilizando a anemometria térmica. O objetivo de medir vazão está presente em muitos campos da ciência, sendo necessário sabermos quais os valores de um material foram consumidos com o menor erro possível. Na primeira parte da pesquisa foram realizadas simulações em ambiente multifísico para identificar as condições de trabalho e possíveis pontos de localização do sensor. Para poder usar o sensor, é necessário conhecer valores limítrofes de trabalho do mesmo, ou seja, a faixa de operação, indicando assim a vazão mínima e máxima de operação do sensor anemométrico. Portanto, na segunda etapa do trabalho, foi proposta uma plataforma com um sistema de bombeamento para testar o sistema de medição proposto. A plataforma foi construída de modo a permitir que um fluído flua através de uma tubulação e, assim, determinar qual é a velocidade do fluído e, portanto, a vazão. / The objective of this work is to propose a system for the hydrometry in the sub-measurement range using thermal anemometry. The objective of measuring flow is present in many fields of science, it is necessary to know what values of a material were performed using COMSOL software to identify working conditions and maximum flow rate of the anemometric sensor. Therefore, in the second stage of the work, a platform with a pumping system was proposed in order to test the proposed measurement system. The platform was constructed so as to allow a fluid to flow through a pipeline, and thereby determine what the velocity of the fluid, and hence the flow, is.

Técnicas não-intrusivas de medição de vazão constituem uma necessidade crescente em diversas aplicações. Atualmente, diversos estudos têm sido realizados com o objetivo de desenvolver técnicas de medição não-intrusivas que possam suprir as deficiências das técnicas existentes. Este trabalho visa desenvolver um medidor de vazão baseado no princípio de convecção forçada (termal) não-intrusivo inteligente. O medidor utiliza dois transdutores RTD comerciais do tipo PT100, um aquecido, que é responsável pela medição da velocidade de escoamento, e o outro utilizado como referência de set-point de temperatura do sensor aquecido. Uma Rede Neural é responsável por corrigir os erros de medição do instrumento. Para a avaliação do medidor construído, foi desenvolvida uma bancada de realização de ensaios, possibilitando a variação da vazão e temperatura na seção de teste. Com o intuito de prover a bancada de uma referência para comparação, foi instalado também um medidor do tipo Venturi normalizado segundo a ABNT. / Non-intrusive techniques of flow measurement are very useful in several applications. Nowadays, several studies have been conducted to develop non-intrusive measuring techniques that can overcome the shortcomings of the existing ones. This work aims to design an intelligent non-intrusive flow meter device based on the forced heat convection principle (thermal). This device uses two commercial RTD transducers (PT100), one is used as reference of temperature set-point, and the other is responsible for the flow measurement. A neural network is responsible for correcting the errors in relation to the calibration standard. To evaluate the intelligent flow meter, test bench was built. In order to provide another flow meter to compare the results, an ABNT Venturi type flow meter was installed in the test bench.

A cirurgia de restauração circulatória arterial no paciente portador de isquemia crítica de membros inferiores apresenta indicações clínicas e técnica operatória já bastante estudadas e definidas. Ainda hoje, no entanto, um considerável número de enxertos evolui para oclusão. Entre as causas relacionadas à falência precoce, podemos destacar a resistência do leito distal receptor do enxerto. Interessou-nos estudar a existência de correlação hemodinâmica entre a Ecografia-Doppler, a Arteriografia pré-operatória, e medidas diretas intra-operatórias de resistência do leito arterial receptor do enxerto. Foram estudadas 68 operações de revascularização de membros inferiores portadores de isquemia crítica. A Ecografia-Doppler foi considerada tecnicamente satisfatória em 93,2%. Foi verificada a presença de correlação hemodinâmica positiva entre os métodos descritos acima (Teste de Pearson), particularmente para as artérias distais. Concluímos que a Ecografia-Doppler, além de definir as características anatômicas da artéria a ser revascularizada, pode auxiliar no estudo hemodinâmico do leito arterial receptor do enxerto e dessa forma auxiliar na definição do prognóstico do enxerto e no estabelecimento da melhor estratégia terapêutica a ser tomada ainda no período pré-operatório / The clinical indications and the surgical technique regarding arterial revascularization in patients with critical lower limb ischemia have been thoroughly studied and well determined in the literature. However, a considerable number of grafts evolutes to occlusion even nowadays. Among the factors known to contribute to early graft failure the resistance of the outflow arterial bed stands out. The purpose of this study is to verify Duplex Scanning hemodynamic correlation power with preoperative arteriography and direct intraoperative resistance measurements. Sixty-eight (68) lower limb revascularizations were studied. Preoperative Duplex Scanning was considered satisfactory in 93,2% of the cases. A positive hemodynamic correlation among the methods described above (Pearson\'s correlation test), particularly for distal arteries, has been verified. We conclude that preoperative Duplex Scanning, apart from defining the anatomic characteristics of the artery to be revascularized, can be helpful in the hemodynamic study of the arterial bed receiving the graft, making it easier to establish the graft prognosis and define the best therapeutic strategy to be adopted in the preoperative period.

A medição de vazão de escoamentos multifásicos é uma necessidade constante em diversas atividades industriais como exploração de óleo e gás, controle de linhas de transporte de vapor e monitoramento de sistemas de resfriamento de usinas nucleares. Dentre os meios disponíveis para a realização da medição de vazão mássica, os dispositivos de medição de pressão diferencial constituem um dos métodos mais simples, sendo sua construção, aplicação e operação em escoamentos monofásicos bem conhecidas e definidas por normas técnicas. No entanto, sua aplicação tem sido estendida a escoamentos multifásicos, geralmente estando aliada a uma técnica adicional de medição de fração de vazio ou fração volumétrica das fases. Este trabalho descreve o estudo numérico de escoamentos multifásicos através de medidores de vazão baseados em pressão diferencial como placas de orifício e bocais de vazão de raio longo. Para tal, primeiramente foram conduzidas simulações de escoamentos monofásicos através de placas de orifício e bocais de vazão de raio longo na faixa de número de Reynolds 15.000 500.000. Os resultados de coeficiente de descarga obtidos foram quantitativamente comparados com os valores preditos por norma ISO, apresentando desvio máximo de aproximadamente 4, 9% para as placas e de 1,0% para os bocais. Em uma segunda etapa, escoamentos do tipo gás úmido (wet gas) através de placas de orifício foram simulados através de três abordagens diferentes. Os resultados de vazão mássica total obtidos foram comparados com dados experimentais fornecidos pela PETROBRAS. As abordagens que consideram o escorregamento entre as fases apresentaram previsões mais próximas dos experimentos, com desvio relativo médio de 3,9%, enquanto a modelagem homogênea apresentou um desvio médio de 6, 6%. Nestes estudos, foram também avaliadas as estruturas desenvolvidas no escoamento através de visualizações da distribuição de fases. São também apresentadas duas sugestões para complementação da caracterização de um escoamento multifásico: (1) a introdução da informação de fração de vazio na formulação apresentada por Paz (2011) e (2) a análise estatística do sinal de pressão diferencial em placas de orifício. Com relação ao primeiro item, comparações quantitativas com dados experimentais sugeriram que a alternativa apresentada é viável para operações de monitoramento da produção. Já o último estudo mostrou qualitativamente a influência da quantidade de líquido na flutuação da pressão diferencial / The flowrate measurement of multiphase flows is a constant need at many industrial activities such as oil and gas exploration, steam transport lines control and monitoring of nuclear plants cooling systems. Within the available means for performing flowrate measurement, the differential pressure devices constitute one of the simplest methods, with their construction, application and operation in single phase flows being well known and defined by technical standards. However, their application has been extended to multiphase flows, usually being allied to a void fraction or phase volume fraction measurement technique. This work describes a numerical study of multiphase flows through differential pressure-based flowrate meters such as orifice plates and long radius nozzles. Firstly simulations of single phase flows through orifice plates and long radius nozzles were conducted in the Reynolds number range 15.000500.000. The obtained results of discharge coefficients were quantitatively compared to ISO Standard predicted values, showing a maximum deviation of approximately 4,9% for the orifice plates and of 1,0% for the nozzles. In a second stage, wet gas flows through orifice plates were simulated by means of three approaches. The calculated results of total mass flowrate were compared to experimental data provided by PETROBRAS. The approaches that considered the slip between phases provided the closest results to the experiments, with a mean relative error of 3, 9%, while the homogeneous modeling presented an error of 6, 6%. In these studies, the structures developed within the domain were also evaluated through the visualization of the phases distribution. Two suggestions for complementing the characterization of a multiphase flow are presented: (1) the introduction of void fraction information into the formulation presented by Paz (2011) and (2) the statistical analysis of the orifice plate pressure drop signal. Regarding the first item, quantitative comparison with experimental data suggested that the presented alternative is viable for production monitoring operations. The last study qualitatively revealed the influence of the liquid loading in the pressure drop fluctuation.

A medição de vazão de escoamentos multifásicos é uma necessidade constante em diversas atividades industriais como exploração de óleo e gás, controle de linhas de transporte de vapor e monitoramento de sistemas de resfriamento de usinas nucleares. Dentre os meios disponíveis para a realização da medição de vazão mássica, os dispositivos de medição de pressão diferencial constituem um dos métodos mais simples, sendo sua construção, aplicação e operação em escoamentos monofásicos bem conhecidas e definidas por normas técnicas. No entanto, sua aplicação tem sido estendida a escoamentos multifásicos, geralmente estando aliada a uma técnica adicional de medição de fração de vazio ou fração volumétrica das fases. Este trabalho descreve o estudo numérico de escoamentos multifásicos através de medidores de vazão baseados em pressão diferencial como placas de orifício e bocais de vazão de raio longo. Para tal, primeiramente foram conduzidas simulações de escoamentos monofásicos através de placas de orifício e bocais de vazão de raio longo na faixa de número de Reynolds 15.000 500.000. Os resultados de coeficiente de descarga obtidos foram quantitativamente comparados com os valores preditos por norma ISO, apresentando desvio máximo de aproximadamente 4, 9% para as placas e de 1,0% para os bocais. Em uma segunda etapa, escoamentos do tipo gás úmido (wet gas) através de placas de orifício foram simulados através de três abordagens diferentes. Os resultados de vazão mássica total obtidos foram comparados com dados experimentais fornecidos pela PETROBRAS. As abordagens que consideram o escorregamento entre as fases apresentaram previsões mais próximas dos experimentos, com desvio relativo médio de 3,9%, enquanto a modelagem homogênea apresentou um desvio médio de 6, 6%. Nestes estudos, foram também avaliadas as estruturas desenvolvidas no escoamento através de visualizações da distribuição de fases. São também apresentadas duas sugestões para complementação da caracterização de um escoamento multifásico: (1) a introdução da informação de fração de vazio na formulação apresentada por Paz (2011) e (2) a análise estatística do sinal de pressão diferencial em placas de orifício. Com relação ao primeiro item, comparações quantitativas com dados experimentais sugeriram que a alternativa apresentada é viável para operações de monitoramento da produção. Já o último estudo mostrou qualitativamente a influência da quantidade de líquido na flutuação da pressão diferencial / The flowrate measurement of multiphase flows is a constant need at many industrial activities such as oil and gas exploration, steam transport lines control and monitoring of nuclear plants cooling systems. Within the available means for performing flowrate measurement, the differential pressure devices constitute one of the simplest methods, with their construction, application and operation in single phase flows being well known and defined by technical standards. However, their application has been extended to multiphase flows, usually being allied to a void fraction or phase volume fraction measurement technique. This work describes a numerical study of multiphase flows through differential pressure-based flowrate meters such as orifice plates and long radius nozzles. Firstly simulations of single phase flows through orifice plates and long radius nozzles were conducted in the Reynolds number range 15.000500.000. The obtained results of discharge coefficients were quantitatively compared to ISO Standard predicted values, showing a maximum deviation of approximately 4,9% for the orifice plates and of 1,0% for the nozzles. In a second stage, wet gas flows through orifice plates were simulated by means of three approaches. The calculated results of total mass flowrate were compared to experimental data provided by PETROBRAS. The approaches that considered the slip between phases provided the closest results to the experiments, with a mean relative error of 3, 9%, while the homogeneous modeling presented an error of 6, 6%. In these studies, the structures developed within the domain were also evaluated through the visualization of the phases distribution. Two suggestions for complementing the characterization of a multiphase flow are presented: (1) the introduction of void fraction information into the formulation presented by Paz (2011) and (2) the statistical analysis of the orifice plate pressure drop signal. Regarding the first item, quantitative comparison with experimental data suggested that the presented alternative is viable for production monitoring operations. The last study qualitatively revealed the influence of the liquid loading in the pressure drop fluctuation.