CAPES / A indústria petrolífera utiliza diversos tipos de bombas conforme a natureza da operação ou a fase do processamento considerada. Entretanto, devido às condições nas quais opera esse tipo de indústria, óleo e gás podem ser produzidos simultaneamente, o que constitui uma questão de escoamento bifásico. A presença de gás em canais de bombas centrífugas prejudica significativamente o seu funcionamento, degradando a capacidade de elevação. As pesquisas relacionadas ao escoamento bifásico em bombas centrífugas centram seus estudos na avaliação da influência de condições operacionais, tais como a fração de vazio, rotação do rotor e pressão de entrada, no desempenho global da bomba. Essa influência, entretanto, é condicionada ao padrão de escoamento bifásico no interior do equipamento. Nesse cenário, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o escoamento bifásico nos canais de uma bomba centrífuga mediante o comportamento de uma bolha isolada no meio líquido em rotação. Para isso, foi construída uma bancada experimental no laboratório do NUEM. A carcaça da bomba e o rotor do primeiro estágio originais foram substituídos por outros de material transparente a fim de permitir a visualização das bolhas no interior do canal do rotor. Em particular, pretende-se seguir o movimento de bolhas isoladas nos canais do rotor, como forma de identificar seus caminhos preferenciais, para avaliar suas velocidades ponto a ponto. Além disso, foi desenvolvido um estudo numérico como forma de obter as velocidades do líquido e pressão estática ao longo do canal, utilizando as posições das bolhas obtidas experimentalmente. Um modelo algébrico utilizou os dados numéricos e experimentais para calcular o coeficiente de arrasto e a força de arrasto segundo diferentes condições operacionais. / Electrical Submersible Pump (ESP), are quite common in the oil industry. Due to the nature of the oil production operations, multiphase flow of oil, gas and other fluids are present in reservoirs, pipelines and equipment, including ESP’s. Two-phase flows inside pump diffusers and impellers decrease an ESP’s lift and efficiency. Literature presents a large number of studies about the influence of operational parameters such as void fraction, rotor speed and inlet pressure, on an ESP’s global efficiency. Nevertheless, this influence is strictly related to the two-phase flow pattern. The present study evaluates the two-phase flow inside a pump diffuser and impeller by means of a single bubble flowing through the liquid mass. An experimental apparatus was designed and built at the NUEM facilities. The original pump housing and impeller were replaced by transparent pieces so that bubbles flowing inside the pump could be visualized. The path of the bubbles were followed so as to both define preference paths and to calculate bubbles velocities. Additional CFD analyses provided liquid velocities and static pressure through the pump impeller. An algebraic model fed with numerical and experimental data evaluated the drag coefficient and the drag force according to different experimental conditions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/2001 |
| Date | 01 December 2015 |
| Creators | Sabino, Renzo Harkov Gutierrez |
| Contributors | Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo, Borges, Paulo César, Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo, Junqueira, Silvio Luiz de Mello, Mariani, Viviana Cocco |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais, UTFPR, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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