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Desenvolvimento espacial de uma onda de perturbação em escoamento bifásico de fases separadas

Processo: 10/03254-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de julho de 2010
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
Pesquisador responsável:Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez
Beneficiário:Marcelo Souza de Castro
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Escoamento bifásico   Escoamento multifásico   Análise espacial   Hidrodinâmica

Resumo

Escoamentos bifásicos são observados em numerosos processos naturais e industriais. Considerando apenas misturas gás-líquido e líquido-líquido, um arranjo de escoamento de ocorrência comum é o de fases separadas, o qual compreende os padrões anular e estratificado. O primeiro tem sido sugerido como uma alternativa rentável para o transporte e elevação artificial de óleos altamente viscosos, além de ser o padrão com ocorrência mais comum em sistemas de refrigeração e na produção de gás natural. O segundo como uma forma conveniente de evitar a formação de emulsões de água em óleo em oleodutos e também com uma ocorrência comum em poços de petróleo direcionais. Nota-se que o desenvolvimento de modelos bifásicos mais refinados está em ordem. O problema da estabilidade hidrodinâmica dos padrões de fases separadas ao longo de uma linha de transporte de grande comprimento (poços de produção de petróleo e gás, risers e oleodutos) ainda é uma questão em aberto e em nada trivial, mesmo considerando a situação simplificada de escoamento isotérmico. Neste estudo, adotar-se-á a teoria linear da estabilidade hidrodinâmica, onde se supõe que a transição de padrão de escoamento pode ser atribuída a instabilidades que resultam da amplificação espacial de uma onda de perturbação na interface entre as duas fases. Nesse contexto, a pretensão desta pesquisa é aplicar a abordagem unidimensional para o estudo da estabilidade hidrodinâmica dos escoamentos bifásicos estratificado e anular. Será desenvolvido um critério de transição baseado em uma análise espacial da estabilidade hidrodinâmica. O critério será validado através de comparação com dados experimentais a serem coletados no Laboratório de Escoamentos Multifásicos do Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos (NETeF) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC - USP). (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DE CASTRO, MARCELO S.; RODRIGUEZ, OSCAR M. H. Interfacial waves in stratified viscous oil-water flow. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 62, p. 85-98, APR 2015. Citações Web of Science: 11.
DE CASTRO, MARCELO S.; PEREIRA, CLEBER C.; DOS SANTOS, JORGE N.; RODRIGUEZ, OSCAR M. H. Geometrical and kinematic properties of interfacial waves in stratified oil-water flow in inclined pipe. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 37, p. 171-178, FEB 2012. Citações Web of Science: 25.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
CASTRO, Marcelo Souza de. Fenômeno de transição espacial do escoamento óleo pesado-água no padrão estratificado. 2013. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos São Carlos.

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