Pantheon Repositório Institucional da UFRJ
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http://hdl.handle.net/11422/13716| Tipo: | Trabalho de conclusão de graduação |
| Título: | Desenvolvimento de um simulador de transientes hidráulicos em dutos com o método das características |
| Autor(es)/Inventor(es): | Lima, Pedro Alex Belem |
| Orientador: | Fernandes, Heloísa Lajas Sanches |
| Coorientador: | Barreto, Claudio Veloso |
| Resumo: | O estudo de transientes hidráulicos é fundamental para a garantia da segurança operacional de oleodutos, uma vez que durante um transiente hidráulico grave, como o fechamento repentino de uma válvula de bloqueio, as pressões no oleoduto podem superar consideravelmente as pressões de operação normal. Tais transientes graves também são chamados de golpe de aríete, devido ao alto som provocado pelo choque do fluído ainda em movimento na válvula fechada. Diversas características do sistema influenciam na magnitude do ganho de pressão provocado pelo golpe de aríete, em especial as propriedades do fluído, da bomba centrífuga e da válvula de bloqueio. Considerando a grande variedade de produtos de características físicas distintas transportados por oleodutos, assim como os diversos tipos de válvulas e bombas centrífugas que podem ser adotadas durante a operação, é comum a utilização de simuladores computacionais capazes de modelar o sistema e determinar se o oleoduto é capaz de suportar as pressões máximas resultantes dos possíveis cenários de golpe de aríete. Nesse sentido, foi desenvolvido um código em Python capaz de simulador as pressões máximas de golpe de aríete a partir das propriedades do fluido, do oleoduto, da bomba centrífuga e da válvula de bloqueio do sistema. O código desenvolvido, que utiliza o método das características e o método de diferenças finitas para resolver as equações que descrevem o fenômeno, foi validado comparando os resultados obtidos com os do Synergi Pipeline Simulator ®, um simulador comercial que resolve as equações apenas por diferenças finitas, obtendo erros relativos máximos de cerca de 2,7% nos cenários avaliados. Após a validação do código, foram feitos estudos de caso analisando a variação nas pressões máximas do golpe de aríete no oleoduto em função das principais propriedades: do fluido, como massa específica e módulo de compressibilidade; da válvula, como tipo de válvula e tempo de fechamento; e da bomba centrífuga, como a curva característica da bomba. Para a análise, foi considerada uma pressão limite de resistência do oleoduto de 55 kgf/cm² (5,39 MPa), e apenas um cenário com bomba ultrapassou este valor. |
| Palavras-chave: | Transientes hidráulicos Oleodutos |
| Assunto CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::GERENCIA DE PRODUCAO::PLANEJAMENTO, PROJETO E CONTROLE DE SISTEMAS DE PRODUCAO |
| Unidade produtora: | Escola de Química |
| Editora: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Data de publicação: | 11-Dez-2020 |
| País de publicação: | Brasil |
| Idioma da publicação: | por |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Citação: | LIMA, Pedro Alex Belem. Desenvolvimento de um simulador de transientes hidráulicos em dutos com o método das características. 2020. 98 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
| Aparece nas coleções: | Engenharia Química |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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