Método inverso baseado em sinais de vibração estrutural para a determinação de velocidade da mistura, fração de vazio homogênea e padrões de escoamento bifásico em tubulações (2014)
- Authors:
- Autor USP: VIDAL, LUIS ENRIQUE ORTIZ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: ESCOAMENTO BIFÁSICO; VIBRAÇÕES; SEPARAÇÃO GÁS-LÍQUIDO; TUBULAÇÕES
- Language: Português
- Abstract: A vibração induzida por escoamento é parte intrínseca do transporte de fluidos. Por exemplo, na indústria de petróleo e gás esse fenômeno pode ser encontrado em tubulações, tanto no setor upstream, quando downstream. Essas vibrações são produto das forças geradas pelo escoamento e, portanto, carregam informações sobre sua fenomenologia. No caso de escoamento bifásico em tubo, resultados experimentais indicam forte influência da velocidade da mistura, fração de vazio e padrão de escoamento no comportamento dinâmico da estrutura. Contudo, pouco foi feito na tentativa de obter informações do escoamento a partir da reposta estrutural. Assim, o objetivo do presente estudo é desenvolver métodos para a previsão dos parâmetros de escoamento baseados na resposta estrutural de um tubo submetido a escoamento bifásico. Foi conduzido um trabalho experimental da vibração induzida por diversos padrões gás-líquido numa tubulação horizontal (PVC O3/4") duplamente engastada, com água e ar como fluidos de trabalho. A partir de uma abordagem analítica, corroborada com resultados experimentais para escoamento monofásico e bifásico, estabelece-se a existência de uma relação, de natureza quadrática, entre a velocidade de atrito e o desvio padrão da aceleração. Dado que a velocidade de atrito é função do fator de atrito bifásico, um método para a sua previsão é desenvolvido. Ele prevê de maneira precisa os dados coletados; todos eles com erro percentual menor do que 30%. O método foi comparado também com dados experimentais e modelos da literatura, mostrando boa concordância. Além disso, apresenta-se uma relação entre a frequência pico da resposta e a fração de vazio homogênea. No fim, são apresentados: (i) um método de identiftcação de escoamento pistonado, baseado na superposição dos mecanismos de vibração por turbulência e intermitente,com desempenho mínimo de 81.8%; (ii) um método experimental para determinação da velocidade da mistura (J) e fração de vazio homogênea (B). Os melhores resultados são obtidos para os padrões disperso e pistonado, prevendo adequadamente os parâmetros J e B com erro percentual absoluto médio de 24.1% e 20.65%, respectivamente
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2014
- Data da defesa: 25.04.2014
-
ABNT
ORTIZ VIDAL, Luis Enrique. Método inverso baseado em sinais de vibração estrutural para a determinação de velocidade da mistura, fração de vazio homogênea e padrões de escoamento bifásico em tubulações. 2014. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2014. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-01122017-085738/. Acesso em: 02 abr. 2026. -
APA
Ortiz Vidal, L. E. (2014). Método inverso baseado em sinais de vibração estrutural para a determinação de velocidade da mistura, fração de vazio homogênea e padrões de escoamento bifásico em tubulações (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-01122017-085738/ -
NLM
Ortiz Vidal LE. Método inverso baseado em sinais de vibração estrutural para a determinação de velocidade da mistura, fração de vazio homogênea e padrões de escoamento bifásico em tubulações [Internet]. 2014 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-01122017-085738/ -
Vancouver
Ortiz Vidal LE. Método inverso baseado em sinais de vibração estrutural para a determinação de velocidade da mistura, fração de vazio homogênea e padrões de escoamento bifásico em tubulações [Internet]. 2014 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-01122017-085738/ - Separação gravitacional de gás em um duto anular inclinado: estudo experimental e modelagem fenomenológica
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