[pt] MODELAGEM DE GOTAS DISPERSAS EM ESCOAMENTO ANULAR VERTICAL

[en] MODELLING OF DISPERSED DROPLETS IN VERTICAL ANNULAR TWO-PHASE FLOW

[pt] JOAO GABRIEL CARVALHO DE SIQUEIRA

[pt] MODELO DE DOIS FLUIDOS

[pt] ONDAS DE GRANDE AMPLITUDE

[pt] ENTRANHAMENTO DE GOTICULAS

[pt] ESCOAMENTO ANULAR

[pt] BIF�SICO

[en] TWO FLUID MODEL

[en] DISTURBANCE WAVES

[en] DROPLET ENTRAINMENT

[en] ANNULAR FLOW

[en] TWO-STAGE

[pt] O escoamento anular é caracterizado por um núcleo gasoso fluindo a alta velocidade com um filme líquido no seu entorno, molhando a parede do duto. A presença de gotículas líquidas no núcleo gasoso resulta em impacto relevante em características do escoamento anular, como gradiente de pressão e propriedades das ondas presentes no filme líquido. A formação de gotículas se dá usualmente na crista das ondas de perturbação presentes na interface líquido-gás. No presente trabalho, é realizado um estudo do regime anular com presença de gotículas em tubulações verticais utilizando o Modelo de Dois Fluidos unidimensional. Um modelo de transferência de massa das gotículas é desenvolvido e acoplado ao modelo de Dois Fluidos. O modelo resultante permite capturar a evolução automática da interface gás-líquido e a formação de ondas de filme líquido e sua influência no desprendimento e deposição de gotículas. Analisa-se o desempenho de três modelos de entranhamento de gotículas disponíveis na literatura, além de um modelo de deposição de gotículas. Considerando que gotículas são criadas por cisalhamento nas cristas das ondas de perturbação, modificações dos modelos são propostas com a finalidade de melhor capturar a influência das ondas do filme líquido nos processos de entranhamento e deposição de gotículas. Parâmetros do escoamento como gradiente de pressão, espessura do filme do líquido e variáveis relacionadas com as ondas interfaciais são avaliados, mostrando boa concordância com dados experimentais disponíveis na literatura.

[en] Annular flow is characterized by a high velocity gas core flow, with a thin liquid film around it, wetting the pipe wall. The presence of liquid droplets in the gas core has relevant impact on annular flow characteristics, such as pressure drop and liquid film wave properties. Droplets are usually created by shear at disturbance wave crests, along the gas-liquid interface. At the present work, vertical annular flow with droplet entrainment is studied using the 1-D Two-Fluid model. A droplet mass transfer model is developed and coupled to the Two-Fluid model. The resulting model allows capturing the automatic evolution of the gas-liquid interface, liquid film wave formation and the waves influence on droplet entrainment and deposition. A performance analysis in carried out for three droplet entrainment models available in literature, as well as one deposition model. Taking into account that droplets are created by disturbance wave crest shearing, model modifications are proposed, aiming to better capture the influence of liquid film waves on droplet entrainment and deposition mechanisms. Flow parameters such as pressure drop, film thickness and wave features are evaluated, showing good agreement with experimental data found in literature.

ANGELA OURIVIO NIECKELE

JOAO NEUENSCHWANDER ESCOSTEGUY CARNEIRO

JOAO NEUENSCHWANDER ESCOSTEGUY CARNEIRO

JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE

ANGELA OURIVIO NIECKELE

HENDY TISSERANT RODRIGUES

2020-04-30

2019-09-26

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=47755@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.47755