[pt] A separação ciclônica vem se tornando nas últimas décadas um processo
cada vez mais utilizado na separação gás-líquido, líquido-líquido e sólidolíquido,
principalmente na indústria do petróleo. Com o crescente aumento das
prospecções marítimas torna-se necessário reduzir o peso e a dimensão de
equipamentos. Isto pode ser conseguido com a separação ciclônica, uma vez que
pode-se criar um campo centrífugo diversas vezes superior ao campo
gravitacional, tornando possível o desenvolvimento de equipamentos bastante
compactos. A principal diferença entre os diversos ciclones é a sua geometria. A
otimização dos mesmos para as variadas aplicações é, a cada ano, baseada menos
em experimentos e mais em modelos matemáticos. No presente trabalho foi
investigada a adequação dos modelos de turbulência de Tensões de Reynolds
RSM (Reynolds Stress Model) e Grandes Escalas LES (Large Eddy Simulation)
para a previsão do escoamento em um hidrociclone de alto teor de óleos através
da comparação com dados experimentais e numéricos disponíveis na literatura.
Após essa etapa foi investigada a influência de diversos parâmetros operacionais
e geométricos como vazão, rugosidade e comprimento do hidrociclone no
escoamento. Ambas as metodologias mostraram vantagens e deficiências, sendo
que o modelo LES apresentou precisão superior com relação aos parâmetros
turbulentos. Com relação à variação nos parâmetros do equipamento, a
metodologia RSM foi capaz de prever corretamente, de acordo com evidências
experimentais, a mesma tendência de redução de perda de carga com redução da
vazão, aumento da rugosidade e comprimento. / [en] Cyclonic separation has became more and more important during the last
decades as a unit process for gas-liquid, liquid-liquid and solid-liquid
separation, mostly in the Petroleum industry. The off-shore exploration’s
growth requires the development of smaller and lighter equipment. This can be
achieved by cyclonic separation once centrifugal fields are several times
stronger than gravity. This allows the construction of very compact systems.
The major difference between the various cyclones is their geometry. Cyclone
optimization for different uses is, every year, less based on experiments and
more based on mathematical models. In the present work, the applicability of
turbulent models, Reynolds Stress Model (RSM) and Large Eddy Simulation,
was investigated to predict the flow inside a high oil content hydrocyclone,
comparing the results with experimental and numerical data available in the
literature. After this point, the influence on flow of operational and geometric
parameters such as inlet flow, roughness and hydrocyclone length was
evaluated. Both models have shown advantages and problems, being LES more
accurate over turbulent parameters. Regarding the changing on hydrocyclone
parameters, RSM model was able to foresee, on good agreement with
experimental data, the expected results like reduction on pressure drop with: the
inlet flow decreasing; increasing of roughness; and length.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:13794 |
| Date | 16 June 2009 |
| Creators | GELMIREZ MARTINS RAPOSO |
| Contributors | ANGELA OURIVIO NIECKELE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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