[en] SELECTION AND IMPLEMENTATION OF A LEVEL MONITORING DEVICE FOR LIQUID INSIDE AN INTERMITTENT TWO-PHASE FLOW HOMOGENIZER

[pt] SISTEMA DE MONITORAMENTO DE NÍVEL DE LÍQUIDO EM UM HOMOGENEIZADOR DE ESCOAMENTO BIFÁSICO

[pt] DIOGO CESAR FARIAS DE CARVALHO

[pt] ESCOAMENTO BIFASICO

[pt] SENSORES DE NIVEL

[pt] CALIBRACAO DE SENSORES

[pt] TESTES DINAMICOS

[pt] HOMOGENEIZADOR

[pt] ESCOAMENTO INTERMITENTE

[en] TWO PHASE FLOW

[en] LEVEL GAUGE

[en] SENSOR CALIBRATION

[en] DYNAMIC TESTS

[en] HOMOGENIZER

[en] INTERMITTENT FLOW

[pt] O homogeneizador de escoamento bifásico funciona como um vaso de pressão, com um filtro interno, para promover a mistura dos fluidos e consequente homogeneização do escoamento na entrada de bombas multifásicas. O conceito foi desenvolvido para ser utilizado em sistemas de bombeio centrífugo submarino na indústria petrolífera. Este trabalho tem em seu escopo permitir a realização dos testes de caracterização do comportamento dinâmico de um homogeneizador de escoamento operando sob condição de escoamento bifásico intermitente. No presente trabalho buscou-se especificar um sensor que pudesse fornecer leituras dinâmicas do nível dentro de um homogeneizador. O objetivo era especificar um sensor adequado as condições de operação e que conferisse baixo nível de incerteza às medições. Dentre as possibilidades avaliadas, escolheu-se um sensor de nível ultrassônico. O sensor foi instalado, porém ensaios preliminares mostraram que, em alguns casos, a resposta do sensor apresentava erro de medição acima da incerteza do dispositivo. Isso era observado quando havia elevada oscilação de pressão no interior do homogeneizador. Isso não era esperado, uma vez que a leitura desse sensor se baseia na velocidade do som no ar, que é fracamente dependente da pressão. Além disso, a oscilação de pressão é muito mais lenta que o tempo de residência da onda sonora no equipamento. Logo, buscou-se caracterizar o comportamento do sensor sob diferentes carregamentos de pressão. Foi montada uma bancada de ensaios para a realização da calibração do dispositivo e os resultados são apresentados no trabalho. A histerese e o tempo de resposta ao transiente de pressão também foram medidos. Os resultados mostram que a resposta estática do sensor, de fato, varia dentro do nível de incerteza do medidor. Já o tempo de resposta e a variação no transiente podem atingir valores fora da faixa especificada pelo fabricante do equipamento. A combinação entre a flutuação de pressão do ambiente e as ondas sonoras emitidas pelo dispositivo parecem, de fato, afetar a leitura do equipamento.

[en] The two-phase flow homogenizer works as a pressure vessel with an inside filter to mix the fluids and homogenize flows on multiphase pump inlets.The concept was developed to to be used on subsea pumps for the oil industry. The scope of this work is to allow dinamic behavior tests to be made on a two-phase flow homogenizer. For that, this work tries to specify a sensor to provide dinamic level readings inside the homogenizer. The objective is to specify a sensor that fits the operational conditions and have associated uncertainties with regards to the measurements. An ultrasonic sensor was chosen. This sensor was installed, but previous tests showed that the sensor readings were variating with regards to the variation of the pressure and level. This was not expected, as the readings depends on the speed of sound, and the speed of sound barely depends on the pressure. Therefore, this project tries to characterize the behavior of the sensor readings under different pressure loads. A test bench was set to calibrate the device and the results are presented in this work. The hysteresis and the stability time during pressure variation was also measured. The results showed that the static readings of the sensor as a matter of fact do not variate with the pressure. However, time response and sensor readings under pressure variation may go beyond the value specified by the developer. The combination between pressure variation and sound waves sent by the device is likely to affect the sensor s readings.

IGOR BRAGA DE PAULA

2018-05-23

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.33964