[pt] O escoamento anular é caracterizado por um núcleo gasoso fluindo a alta
velocidade com um filme líquido no seu entorno, molhando a parede do duto. A
presença de gotículas líquidas no núcleo gasoso resulta em impacto relevante em
características do escoamento anular, como gradiente de pressão e propriedades das
ondas presentes no filme líquido. A formação de gotículas se dá usualmente na
crista das ondas de perturbação presentes na interface líquido-gás. No presente
trabalho, é realizado um estudo do regime anular com presença de gotículas em
tubulações verticais utilizando o Modelo de Dois Fluidos unidimensional. Um
modelo de transferência de massa das gotículas é desenvolvido e acoplado ao
modelo de Dois Fluidos. O modelo resultante permite capturar a evolução
automática da interface gás-líquido e a formação de ondas de filme líquido e sua
influência no desprendimento e deposição de gotículas. Analisa-se o desempenho
de três modelos de entranhamento de gotículas disponíveis na literatura, além de
um modelo de deposição de gotículas. Considerando que gotículas são criadas por
cisalhamento nas cristas das ondas de perturbação, modificações dos modelos são
propostas com a finalidade de melhor capturar a influência das ondas do filme
líquido nos processos de entranhamento e deposição de gotículas. Parâmetros do
escoamento como gradiente de pressão, espessura do filme do líquido e variáveis
relacionadas com as ondas interfaciais são avaliados, mostrando boa concordância
com dados experimentais disponíveis na literatura. / [en] Annular flow is characterized by a high velocity gas core flow, with a thin
liquid film around it, wetting the pipe wall. The presence of liquid droplets in the
gas core has relevant impact on annular flow characteristics, such as pressure drop
and liquid film wave properties. Droplets are usually created by shear at disturbance
wave crests, along the gas-liquid interface. At the present work, vertical annular
flow with droplet entrainment is studied using the 1-D Two-Fluid model. A droplet
mass transfer model is developed and coupled to the Two-Fluid model. The
resulting model allows capturing the automatic evolution of the gas-liquid interface,
liquid film wave formation and the waves influence on droplet entrainment and
deposition. A performance analysis in carried out for three droplet entrainment
models available in literature, as well as one deposition model. Taking into account
that droplets are created by disturbance wave crest shearing, model modifications
are proposed, aiming to better capture the influence of liquid film waves on droplet
entrainment and deposition mechanisms. Flow parameters such as pressure drop,
film thickness and wave features are evaluated, showing good agreement with
experimental data found in literature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:47755 |
| Date | 30 April 2020 |
| Creators | JOAO GABRIEL CARVALHO DE SIQUEIRA |
| Contributors | ANGELA OURIVIO NIECKELE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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