Publicação
Análise experimental e numérica do escoamento vertical ascendente bifásico ar-água no padrão bolhas
| Resumo: | O estudo apresentado nesta disserta c~ao de mestrado e constitu do por 2 partes principais: a primeira onde se apresenta uma instala c~ao experimental e o estudo experimental e num erico efetuado; a segunda parte se apresenta o dimensionamento e instala c~ao de uma plataforma met alica que permite a utiliza c~ao segura do equipamento para escoamentos bif asicos. A instala c~ao experimental permite v arias con gura c~oes e regimes de escoamentos g asl quido. Este tipo de escoamento bif asico pode ser encontrado em v arias areas da ind ustria qu mica, nuclear, petrol fera, entre outros. Neste trabalho, estudou-se apenas o sistema ar- agua em regime Bubble ow e em modo co-corrente, ascendente e vertical, este tipo de regime de escoamento pode ser encontrado em oxigena c~ao da agua, bombas de gas-lift e borbulhadores. Os par^ametros estudados foram o gradiente de press~ao e a fra c~ao de vazio. Realizaram-se 30 testes experimentais e seus respectivos num ericos com 6 velocidades super ciais de l quido variando entre 1;727 102 m=s e 10;360 102 m=s, com 5 velocidades super ciais de g as variando entre 1;243 102 m=s e 2;072 102 m=s. A tubagem de acr lico utilizada tem um di^ametro interno de 0;032m e um comprimento de 3;56 m. O modelo num erico, que e baseado no modelo de mistura, foi implementado no software MATLABR , tendo se efetuado as simula c~oes para as mesmas condi c~oes experimentais a m de comparar os resultados. A compara c~ao entre os resultados num ericos e experimentais da fra c~ao de vazio apresentou um desvio abaixo dos 15% para ambos os m etodos experimentais: fecho s ncrono das v alvulas e rela c~ao de Zuber/Nicklin. E a compara c~ao para o gradiente de press~ao resultou em um desvio relativo abaixo dos 2%. Realizou-se tamb em o projeto de adapta c~ao e instala c~ao de uma plataforma met alica para auxiliar o manuseio seguro do equipamento para escoamentos bif asicos. As altera c~oes realizadas na plataforma foram: corte no piso, nas colunas, na escada e a modi ca c~ao nos suportes de xa c~ao com a parede. Estas altera c~oes foram necess arias, pois o novo local de instala c~ao da plataforma tem uma con gura c~ao diferente do antigo local. Realizou-se os estudos das tens~oes e deforma c~oes m aximas atrav es dos m etodos de elementos nitos com o auxilio do software ANSYSR com o intuito de validar as altera c~oes realizadas. O deslocamento m aximo encontrado no piso da plataforma foi de 3;37mm com uma carga est atica distribu da de 300 kg. Instalou-se a plataforma met alica no Laborat orio de mec^anica de uidos e hidr aulica. Essa plataforma, corretamente dimensionada, permitiu a instala c~ao segura do equipamento de escoamento bif asico e o seu posterior manuseio seguro. |
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| Autores principais: | Matoba, Gláucio Kenji |
| Assunto: | Escoamento bifásico Modelo de mistura Gradiente de pressão Instalação experimental Análise estrutural |
| Ano: | 2021 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | português |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
| Resumo: | O estudo apresentado nesta disserta c~ao de mestrado e constitu do por 2 partes principais: a primeira onde se apresenta uma instala c~ao experimental e o estudo experimental e num erico efetuado; a segunda parte se apresenta o dimensionamento e instala c~ao de uma plataforma met alica que permite a utiliza c~ao segura do equipamento para escoamentos bif asicos. A instala c~ao experimental permite v arias con gura c~oes e regimes de escoamentos g asl quido. Este tipo de escoamento bif asico pode ser encontrado em v arias areas da ind ustria qu mica, nuclear, petrol fera, entre outros. Neste trabalho, estudou-se apenas o sistema ar- agua em regime Bubble ow e em modo co-corrente, ascendente e vertical, este tipo de regime de escoamento pode ser encontrado em oxigena c~ao da agua, bombas de gas-lift e borbulhadores. Os par^ametros estudados foram o gradiente de press~ao e a fra c~ao de vazio. Realizaram-se 30 testes experimentais e seus respectivos num ericos com 6 velocidades super ciais de l quido variando entre 1;727 102 m=s e 10;360 102 m=s, com 5 velocidades super ciais de g as variando entre 1;243 102 m=s e 2;072 102 m=s. A tubagem de acr lico utilizada tem um di^ametro interno de 0;032m e um comprimento de 3;56 m. O modelo num erico, que e baseado no modelo de mistura, foi implementado no software MATLABR , tendo se efetuado as simula c~oes para as mesmas condi c~oes experimentais a m de comparar os resultados. A compara c~ao entre os resultados num ericos e experimentais da fra c~ao de vazio apresentou um desvio abaixo dos 15% para ambos os m etodos experimentais: fecho s ncrono das v alvulas e rela c~ao de Zuber/Nicklin. E a compara c~ao para o gradiente de press~ao resultou em um desvio relativo abaixo dos 2%. Realizou-se tamb em o projeto de adapta c~ao e instala c~ao de uma plataforma met alica para auxiliar o manuseio seguro do equipamento para escoamentos bif asicos. As altera c~oes realizadas na plataforma foram: corte no piso, nas colunas, na escada e a modi ca c~ao nos suportes de xa c~ao com a parede. Estas altera c~oes foram necess arias, pois o novo local de instala c~ao da plataforma tem uma con gura c~ao diferente do antigo local. Realizou-se os estudos das tens~oes e deforma c~oes m aximas atrav es dos m etodos de elementos nitos com o auxilio do software ANSYSR com o intuito de validar as altera c~oes realizadas. O deslocamento m aximo encontrado no piso da plataforma foi de 3;37mm com uma carga est atica distribu da de 300 kg. Instalou-se a plataforma met alica no Laborat orio de mec^anica de uidos e hidr aulica. Essa plataforma, corretamente dimensionada, permitiu a instala c~ao segura do equipamento de escoamento bif asico e o seu posterior manuseio seguro. |
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