Estudo experimental de um medidor de vazão de ar com líquido disperso baseado na propagação de sinais acústicos de baixa frequência (2025)
- Authors:
- Autor USP: BOLIVAR, JOHANN EDUARDO CASTRO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-15072025-120318
- Subjects: ESCOAMENTO BIFÁSICO; MECÂNICA DOS FLUÍDOS
- Keywords: Análise de sinais.; Correlação cruzada.; Espessura de filme.; Propagação do som.; Tempo de trânsito.
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O monitoramento preciso da vazão de gases em sistemas de flare é uma exigência crítica na indústria de petróleo, impulsionada por regulamentações ambientais rigorosas. Embora tecnologias convencionais, como medidores térmicos e ultrassônicos, sejam amplamente utilizadas, essas soluções apresentam limitações significativas diante da variação na composição dos gases e da presença de líquido na tubulação. Neste trabalho propõe-se uma abordagem inovadora baseada na propagação de ondas sonoras de baixa frequência para o desenvolvimento de um medidor de vazão capaz de estimar simultaneamente a velocidade do escoamento e a fração volumétrica de líquido em dutos horizontais. As ondas de baixa frequência apresentam uma menor sensibilidade à interferência do líquido, tornando-se uma alternativa promissora para a medição em condições desafiadoras. Os experimentos foram conduzidos em um aparato experimental de pequeno porte construído para esse propósito no Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais (LEMI) e em um túnel de vento de maior escala, localizado na Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). A análise dos sinais acústicos envolveu a aplicação de técnicas avançadas de cálculo do tempo de trânsito, baseadas em correlação cruzada temporal e espectral, garantindo a robustez dos métodos ao considerar a coerência entre os sinais captados pelos microfones. Além disso, o método demonstrou elevada eficiência mesmo na presença de gotas de água, que atuam como absorvedores naturais do ruído gerado pelo escoamento. Os resultados obtidos indicam que a técnica proposta é viável para aplicação na medição de vazão em sistemas de flare. No entanto, observou-se que, devido à presença de filme líquido na base do tubo, a fração de líquido na mistura foi superestimada. Para mitigar essa limitação, foi implementado um modelo de deslizamento em conjunto com medições obtidas por um sensorplanar capacitivo, permitindo a correção da fração de líquido e aprimoramento do método
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 06.06.2025
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
-
ABNT
BOLIVAR, Johann Eduardo Castro. Estudo experimental de um medidor de vazão de ar com líquido disperso baseado na propagação de sinais acústicos de baixa frequência. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-15072025-120318/. Acesso em: 28 fev. 2026. -
APA
Bolivar, J. E. C. (2025). Estudo experimental de um medidor de vazão de ar com líquido disperso baseado na propagação de sinais acústicos de baixa frequência (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-15072025-120318/ -
NLM
Bolivar JEC. Estudo experimental de um medidor de vazão de ar com líquido disperso baseado na propagação de sinais acústicos de baixa frequência [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-15072025-120318/ -
Vancouver
Bolivar JEC. Estudo experimental de um medidor de vazão de ar com líquido disperso baseado na propagação de sinais acústicos de baixa frequência [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-15072025-120318/ - Modeling of phase inversion in three-phase oil-water-gas annular-duct flow: effects of liquid viscosity and gas injection
- Wet air flow rate metering based on a longwavelength sound propagation
- Misturador coaxial para escoamento ar-água em tubos
- Análise numérica do ruido gerado em escoamento de ar em tubulações horizontais
- Dynamic response of a pipe with geometrical restriction subjected to gas-liquid internal flow
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-15072025-120318 (Fonte: oaDOI API)
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
