Título: | ESTUDO EXPERIMENTAL DO ESCOAMENTO LAMINAR EM DUTOS DE ÓLEOS PESADOS COM VISCOSIDADE DEPENDENTE DA TEMPERATURA | ||||||||||||
Autor: |
GUILHERME MOREIRA BESSA |
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Colaborador(es): |
LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO - Orientador IGOR BRAGA DE PAULA - Coorientador |
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Catalogação: | 29/JUN/2015 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=24828&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=24828&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.24828 | ||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||
O presente trabalho é um estudo experimental sobre o escoamento laminar
de óleos pesados através de dutos longos isolados termicamente e que apresentam
forte dependência da viscosidade com a temperatura. O objetivo do estudo é
identificar e interpretar o comportamento verificado em operações de campo onde
a dependência da queda de pressão ao longo do duto com a vazão afasta-se
significativamente da relação linear esperada para escoamentos
hidrodinamicamente desenvolvidos. Para o estudo foi montado um experimento
em escala de laboratório utilizando como fluido de trabalho uma solução de
glicerina e água, que apresenta forte dependência da viscosidade com a
temperatura. A solução quente de glicerina era bombeada por um tubo longo
imerso em um meio refrigerado. A troca de calor do fluido com o ambiente frio
produzia gradientes de temperatura radiais e axiais associados a fortes variações
da viscosidade. Os experimentos conduzidos revelaram uma relação linear entre a
vazão e a queda de pressão ao longo do duto para baixos e altos valores da vazão.
No entanto, para valores intermediários da vazão, a relação entre vazão e queda de
pressão afasta-se do comportamento linear, deixando de apresentar uma relação
monotônica. Nesta região intermediária, os mesmos valores de queda de pressão
foram observados para vazões de ordem de grandeza diferentes. Medidas de perfis
radiais de temperatura e velocidade axial foram realizadas para duas diferentes
posições axiais no duto. Sondas de termopar e a técnica de velocimetria laser-
Doppler foram utilizadas neste estudo. Os perfis de temperatura apresentaram
forte assimetria como decorrência da presença de escoamentos secundários
originados por convecção natural. Os perfis de velocidade axial foram pouco
afetados pelos escoamentos secundários. Acredita-se que o impacto observado na
tensão cisalhante na parede e, portanto, na queda de pressão, esteja associado à
forte variação da viscosidade junto à parede fria, e não às variações do gradiente
de velocidade na parede que não se mostraram significativas. Os resultados
experimentais foram comparados com simulações numéricas tridimensionais e
unidimensionais fornecidas por outros pesquisadores. A relação de queda de
pressão com a vazão foi bem modelada por ambos os modelos. Os perfis radiais
de velocidade foram bem previstos pelo modelo tridimensional, ao contrário dos
perfis radiais de temperatura que se afastaram das medições.
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