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Type: Dissertação
Title: Estudo experimental de quebra e coalescência de bolhas em campo centrífugo
Author(s)/Inventor(s): Carneiro, Luiz Eduardo Marinho
Advisor: Loureiro, Juliana Braga Rodrigues
Abstract: O bombeamento centrífugo submerso é um método de elevação amplamente utilizado nas atividades de exploração e produção de petróleo. Estes equipamentos têm seu desempenho afetado ao serem submetidos à escoamento de fase gasosa em conjunção à fase líquida. O presente trabalho objetiva executar um estudo experimental da presença de gás em uma bomba centrífuga comercial, medindo a perda de capacidade de elevação em condições operacionais diversas. Adicionalmente à aquisição de dados globais, características do padrão de escoamento bifásico que atravessa a bomba e os efeitos deste equipamento centrífugo nos padrões foram visualizadas com o uso da metodologia de dimensionamento por sombras. Os resultados apresentados são curvas de desempenho para diversas condições operacionais de escoamento gás-líquido; curvas de desempenho adimensionalizadas das características da bomba; medição das propriedades da fase dispersa na entrada e na saída de uma bomba; visualização de padrões bifásicos gás-l´ıquido no interior de uma bomba transparente. Estes dados experimentais foram empregados para o desenvolvimento de um modelo simplificado a ser utilizado na correção de modelos encontrados na literatura, para a predição do diâmetro máximo de bolhas na saída de uma bomba centrífuga. Os resultados encontrados estão em consonância com o estado-da-arte em escoamento gás líquido e servem como arcabouço para o desenvolvimento de futuros modelos detalhados do escoamento multifásico no interior de bombas.
Abstract: Electrical Submersible Pumping is a lifting method widely used in oil exploration and production activities. The performance of these equipment is affected when they are subjected to a gas phase in conjunction with the liquid phase. The present work aims to perform an experimental study of the presence of gas in a commercial centrifugal pump, measuring the loss of lifting capacity in different operating conditions. In addition to the acquisition of global data, characteristics of the two-phase flow pattern flowing through the pump and the effects of this centrifugal equipment on these patterns were visualized using the shadow sizing methodology. The results presented are: performance curves for different operational conditions of gas-liquid flow; dimensionless performance curves of the two-phase flow through the pump; measurement of the properties of the dispersed phase at the intake and output of the pump in two-phase gas-liquid patterns of interest and visualization of the flow pattern inside the impeller of a transparent centrifugal pump. These experimental data were used to develop a simplified model for the correction of previous models found in the literature for the prediction of the maximum diameter of bubbles at the outlet of a centrifugal pump. The results found agree with the state of the art in gas-liquid flow and serve as a framework for the development of future detailed models of multiphase flow inside pumps.
Keywords: Bomba centrífuga
Campo centrífugo
Bombeamento centrífugo submerso
Escoamento multifásico
Shadow sizing
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2021
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: CARNEIRO, Luiz Eduardo Marinho. Estudo experimental de quebra e coalescência de bolhas em campo centrífugo. 2021. 141 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Engenharia Mecânica, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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