[pt] ANÁLISE DE DESEMPENHO DE MODELO DE DOIS FLUIDOS 1D NA PREVISÃO DE ESCOAMENTO ESTRATIFICADO

[en] PERFORMANCE ANALYSIS OF 1D TWO-FLUID MODEL TO PREDICT STRATIFIED FLOW

[pt] PEDRO COSTA BARBOSA MUSA

[pt] MODELO DE DOIS FLUIDOS

[pt] DESEMPENHO NUMERICO

[pt] ESCOAMENTO ESTRATIFICADO

[en] TWO FLUID MODEL

[en] NUMERICAL PERFORMANCE

[en] STRATIFIED FLOW

[pt] A análise de escoamentos bifásicos é muito importante para diversas aplicações na engenharia, por exemplo, refrigeração, indústria nuclear e principalmente na indústria do petróleo, onde a produção de óleo e gás transporta principalmente fluidos em fase líquida e gasosa. Desse modo, torna-se crucial o estudo do comportamento das mencionadas fases escoando em uma tubulação, visando auxiliar no projeto e na operação de tubulações. Neste trabalho, focaremos no escoamento estratificado. No presente trabalho, avaliou-se o desempenho de uma metodologia para prever o padrão de escoamento estratificado uni-dimensional, utilizando o Modelo de Dois Fluidos. Uma análise da influência das velocidades superficiais das fases líquida e gasosa na taxa de amplificação de ondas interfaciais foi realizada. Investigou-se a previsão das taxas de amplificação de ondas interfaciais utilizando esquemas de discretização espacial de 1 (Upwind) e 2 ordem (TVD). A capacidade de previsão de esquemas de discretizacao temporal de 1 ordem (Euler implícito) e 2 ordem (Crank-Nicolson) também foi investigada. Os resultados obtidos foram comparados com dados de análise de estabilidade linear. Para validação do modelo utilizado, comparou-se também a previsão do gradiente de pressão com dados experimentais disponíveis na literatura.

[en] The analysis of two-phase flow is greatly important for numerous applications in engineering, such as, cooling, nuclear industry and specially, oil industry, wherein oil and gas production carry fluids mainly in liquid and gas phases. Thus, it becomes crucial the study of the behavior of said phases flowing in a pipeline, aiming to give support and to operate pipelines. In this work focus will be given to stratified flow. In the present work, the performance of a methodology for predicting the one-dimensional stratified flow pattern was assessed, using the Two-Fluid Model. An analysis of the liquid and gas phases superficial velocities influence on the interfacial waves amplification rate was performed. The prevision of the interfacial waves amplification rates using 1st (Upwind) and 2nd (TVD) order spatial discretization schemes was investigated. The prediction proficiency in 1st (Implicit Euler) and 2nd (Crank-Nicolson) order temporal discretization schemes was also investigated. The obtained results were compared to linear stability analysis data. For validating the model used, the pressure drop prevision was also compared with experimental data available in the literature.

ANGELA OURIVIO NIECKELE

2021-01-08

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51205