Escoamento bifásico líquido-gás: previsão de gradientes de pressão com a correlação de Lockhart e Martinelli e fluidodinâmica computacional

Souza, Raquel Greice Silva de

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/17630

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Escoamento bifásico líquido-gás: previsão de gradientes de pressão com a correlação de Lockhart e Martinelli e fluidodinâmica computacional
Author(s)/Inventor(s):	Souza, Raquel Greice Silva de
Advisor:	Peçanha, Ricardo Pires
Abstract:	A correlação de Lockhart & Martinelli (1949) permite prever a queda de pressão por atrito viscoso por unidade de comprimento de tubo (ou gradiente de pressão), no escoamento isotérmico de misturas bifásicas líquido-gás em regime permanente em tubulações horizontais. Esses escoamentos são muito comuns em indústrias químicas de um modo geral bem como nas áreas de exploração de gás natural e petróleo e também em plantas de condicionamento de gás natural e refinarias de petróleo. A partir do gradiente de pressão dimensionam-se tubulações, válvulas, bombas e compressores necessários à operação e ao controle automático de tais sistemas de transporte. A hipótese básica da correlação de Lockhart & Martinelli e outras semelhantes é a de existência de equilíbrio termodinâmico entre as fases em contato. Assim não ocorreria transferência de massa entre elas durante o escoamento. Isto equivale a dizer que as fases escoariam permanentemente saturadas uma na outra. Entretanto, o fato de que num escoamento a pressão varia ao longo da tubulação, aliado ao fato de que solubilidades dependem de pressão, implica no não-equilíbrio de tais sistemas. Além disso, o escoamento de fluidos reais é sempre acompanhado de aquecimento (dissipação viscosa), o que também afeta as solubilidades mútuas das fases produzindo também desvios da pretendida condição de equilíbrio. Todas essas limitações e o próprio princípio estrutural da correlação, baseada nos gradientes de pressão a que estariam sujeitas cada fase caso escoassem sozinhas com a mesma vazão no mesmo tubo, suas previsões levam a erros de até 50 %. Em que pesem todas essas limitações, a referida correlação continua sendo muito útil para estimativas rápidas de gradientes de pressão em tais escoamentos. A existência de sofisticados códigos computacionais para a simulação de escoamento de fluidos, aliada à importância dos escoamentos bifásicos líquido-gás para indústria de petróleo e gás natural, nos motivou a estudar tais sistemas confrontando previsões de softwares comerciais de fluidodinâmica computacional e correlações empíricas de uso corrente nessa área. Mais especificamente o objetivo desse projeto final de curso foi o de comparar gradientes de pressão no escoamento bifásico líquido-gás em tubos horizontais previstos pela correlação de Lockhart e Martinelli e pelo código ANSYS CFX 11.0 disponível na UFRJ. Foram analisados os regimes borbulhado e estratificado para misturas água e ar a 25 °C, escoando em tubo com diâmetro nominal de 1 polegada.
Keywords:	Gradiente de pressão Tubulações Correlação de Lockhart & Martinelli Escoamento Fluido
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	Feb-2009
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Citation:	SOUZA, Raquel Greice Silva de. Escoamento bifásico líquido-gás: previsão de gradientes de pressão com a correlação de Lockhart e Martinelli e fluidodinâmica computacional. 2009. 74 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.
Appears in Collections:	Engenharia Química

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