Caracterização de um sensor de vazão de gás úmido baseado na propagação de sinais acústicos de baixa frequência

• Processo: 21/03919-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez
• Beneficiário: Pedro Balbão Bazon
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Aeroacústica Escoamento bifásico Vibrações Fenômenos de transporte Densidade espectral Processamento digital de sinais Processamento de sinais acústicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeroacústica | escoamento | Multifásico | sinais | som | Escoamento multifásico industrial. Aeroacústica. Processamento digital de sinais.

Resumo

O interesse da indústria de petróleo e gás em avaliar e analisar o comportamento do escoamento de gás de flare denota que há problemas técnicos e econômicos a serem sanados. Um dos fatores que torna a problemática a medição de vazão nesse sistema é a ocorrência de umidade dispersa no gás, sendo que essa umidade pode se manifestar na forma de gotículas dispersas, com ou sem a presença de filmes líquidos rente às paredes da tubulação. Medidores de vazão convencionais intrusivos e invasivos, como placa de orifício, cone invertido ou de turbina, perturbam o escoamento, causando perda de carga e diminuindo a eficiência do sistema, além de serem afetados em maior ou menor grau pela presença do líquido. Assim, propõe-se estudar uma técnica não intrusiva para medição da vazão de um escoamento bifásico gás-líquido dominado pelo gás em tubulação, baseada na propagação de sinais acústicos gerados por uma fonte de som de frequência variável. No entanto, agentes externos, como vibrações estruturais, o ruído gerado por equipamentos e pela turbulência do escoamento e o ruído presente no ambiente podem afetar de forma significativa a análise dos sinais sonoros. Portanto, buscando a minimização da incerteza experimental da técnica, é proposto o uso de métodos de análise e processamento digital de sinais no domínio do tempo e da frequência, como a transformada de Fourier, densidade espectral de potência, técnicas de filtragem digital de ruído e análise de coerência de sinais. Para tanto, será realizada a medição da vazão de escoamento gás-liquido no Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais (LEMI) da EESC-USP. A pesquisa tem como objetivo a avaliação de uma técnica alternativa para a melhoria da eficiência da medição da vazão de gases úmidos em tubulações de gás de flare na indústria de petróleo e gás.(AU)