Estudo de escoamento bifásico gás-denso/óleo via tomografia de capacitância por sensor wire-mesh (2026)
- Authors:
- Autor USP: HIDACA, GUILHERME - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/D.18.2026.tde-02042026-155516
- Subjects: ESCOAMENTO BIFÁSICO; TOMOGRAFIA; GASES
- Keywords: gás denso; tomografia de capacitância
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O estudo dos padrões de escoamentos bifásicos, ou dos arranjos topológicos das interfaces entre fases ou componentes imiscíveis, é crucial para diversas aplicações industriais, como o transporte de petróleo e a engenharia nuclear. A introdução de novas tecnologias de produção, especialmente em ambientes adversos como o pré-sal em plataformas offshore, aumenta a complexidade das operações, exigindo abordagens inovadoras para o monitoramento e análise dos escoamentos. Este estudo explora a viabilidade do uso de sensores wire-mesh para identificar padrões de escoamento em condições de pressão entre 12 e 14 Bar, focando na análise de escoamento de gás denso e óleo. Diferentemente das abordagens clássicas como as de Jones e Zuber (1975) e Costigan e Whalley (1997), que empregam PDFs unidimensionais derivadas do sinal temporal de sondas pontuais de condutividade, o presente trabalho utiliza a capacidade do WMS de obter campos bidimensionais de fração de vazio αij(t) em alta frequência, possibilitando análises estatísticas espacialmente resolvidas e maior sensibilidade às transições de regime. Simularam-se condições típicas de escoamentos offshore, com gás hexafluoreto de enxofre (SF6) a pressões de até 14 bar. A pesquisa inclui o levantamento e o pós-processamento de dados tomográficos para aprimorar a identificação e caracterização objetiva de padrões de escoamento. Os objetivos principais envolvem a comprovação da eficácia do sensor wire-mesh em condições de escoamento bifásico com gás denso, a implementação de técnicas de visualização tomográfica e de identificação de padrões. Para alcançar esses objetivos, o estudo abrange uma revisão bibliográfica sobre escoamento gás-líquido, instalação de um sensor wire-mesh na linha de testes, desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados, e a implementação de software para análise com resolução de até 10.000 frames por segundo, visando oavanço no entendimento da hidrodinâmica e controle desse tipo de escoamento bifásico. Ao final, a metodologia foi quantificada por métricas de desempenho: nos testes estáticos (óleo/SF6, 13 bar), os erros absolutos médios do WMS foram MAEγ = 0.0139 e MAEproveta = 0.0234. Na validação dos modelos de permissividade por comparação com a densitometria gama em varredura, o modelo Paralelo apresentou o melhor desempenho global (RMSE = 0.0444 e MAE = 0.0383), seguido por Maxwell-Garnett, Logarítmico e Série.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2026
- Data da defesa: 29.01.2026
- Status:
- Nenhuma versão em acesso aberto identificada
-
ABNT
HIDACA, Guilherme. Estudo de escoamento bifásico gás-denso/óleo via tomografia de capacitância por sensor wire-mesh. 2026. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2026. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-02042026-155516/. Acesso em: 12 abr. 2026. -
APA
Hidaca, G. (2026). Estudo de escoamento bifásico gás-denso/óleo via tomografia de capacitância por sensor wire-mesh (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-02042026-155516/ -
NLM
Hidaca G. Estudo de escoamento bifásico gás-denso/óleo via tomografia de capacitância por sensor wire-mesh [Internet]. 2026 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-02042026-155516/ -
Vancouver
Hidaca G. Estudo de escoamento bifásico gás-denso/óleo via tomografia de capacitância por sensor wire-mesh [Internet]. 2026 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-02042026-155516/
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