[pt] ESTUDO EXPERIMENTAL SOBRE A DEGRADAÇÃO DE POLÍMERO REDUTOR DE ATRITO EM ESCOAMENTOS TURBULENTOS EM DUTOS

[en] EXPERIMENTAL STUDY ON THE DEGRADATION OF FRICTION-REDUCING POLYMERS IN TURBULENT FLOW IN PIPELINES

[pt] DEGRADACAO

[pt] ADICAO DE POLIMEROS

[pt] ESCOAMENTO TURBULENTO

[pt] ESCOAMENTO EM DUTO

[pt] REDUCAO DE ATRITO

[en] DEGRADATION

[en] ADDITION POLYMERS

[en] TURBULENT FLOW

[en] PIPELINE FLOW

[en] FRICTION REDUCTION

[pt] O escoamento de líquidos em dutos é crucial para a indústria, agricultura, abastecimento de água e saneamento. Em dutos longos, a perda por atrito com a parede é a principal causa da queda de pressão e do aumento do consumo de energia. A adição de polímeros de cadeia longa para reduzir o atrito em escoamentos monofásicos é conhecida desde 1948 pelo trabalho de Tom [1]. A redução do atrito por adição de polímeros em escoamentos bifásicos é, contudo, menos explorada na literatura. Este trabalho visa contribuir para o entendimento dos efeitos da injeção de polímeros redutores de atrito em escoamentos bifásicos gás-líquido. Faz parte de um estudo mais amplo que acopla informações sobre a redução de atrito na fase líquida a uma metodologia para prever a redução de atrito em escoamentos bifásicos gás-líquido. O trabalho realizado teve como foco a avaliação do desempenho de um polímero redutor de atrito usado pela indústria de óleo e gás, o poli-isobuteno. O estudo avaliou o potencial de redução de atrito na fase líquida do polímero e sua degradação por cisalhamento contínuo e turbulência. Os testes foram realizados em uma bancada de testes existente no laboratório. A configuração inovadora dessa bancada consiste em um tubo circular girante, que fornece resultados equivalentes aos de bancadas convencionais, utilizando quantidades menores de produtos e sem a necessidade de bombas para manter o fluido em movimento, minimizando a degradação do polímero. Os resultados de qualificação mostraram o bom desempenho da bancada projetada. Os testes com o polímero com concentrações de 100, 200 e 300 ppm apresentaram reduções de atrito iniciais da ordem de 20%, 65% decaindo e 80%. Estes resultados apontam para a viabilidade do uso do produto em escoamentos bifásicos. No entanto, estudos adicionais de longa duração são recomendados para a avaliação da degradação do produto.

[en] Liquid flow through pipelines is of great relevance to industry, agriculture, water supply and sewage systems. In the case of long pipelines, wall friction is responsible for nearly the totality of the pressure drop and, consequently, the energy consumption required to transport the fluids. Drag reduction by the addition of longchain polymers to single phase liquid flow has been known since 1948 after the work of Tom [1]. Drag reduction by polymer addition in gas-liquid two phase flow is, however, less explored in the literature. The main objective of the present work is to contribute to the understanding of the effects of injecting drag reducing polymers in two-phase gas-liquid flow. This work is part of a broader study where information on single phase drag reduction is used in a methodology to predict drag reduction in two-phase gas-liquid flows. The focus of the present work was on the analysis of the performance of a commercial drag reduction agent used by the oil/gas industry, the poly-isobuthene. The study was directed to the assessment of the drag reduction potential of the polymer , and its degradation by the continued shear against the wall and turbulence. The tests were conducted using an innovative test section configuration available in the laboratory. This test section is formed by a rotating wheel that yields results equivalent to those obtained from conventional long loops that use large quantities of product and require pumps to maintain the flow promoting additional polymer degradation. The test section was modified to allow the use a more accessible torque meter, but of similar uncertainty as the original sensor. The preliminary qualification results demonstrated the good performance of the designed test section. The tests with poly-isobuthene polymer with concentrations of 100, 200 and 300 ppm presented levels of drag reduction of the order of 20%, 65% and 80%. These results point to the viability of the use of the product in two-phase flows. However, additional long-duration tests are recommended to fully assess the product degradation.

LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO

IGOR BRAGA DE PAULA

2024-07-09

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=67244@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.67244