Revista de Engenharia Mecânica Aplicada

Abstrato

Estudo Numérico das Características Hidrodinâmicas do Fluxo de Slug Gás-Líquido em Tubagens Verticais

Massoud EZ, Xiao Q, Teamah MA e Saqr KM

Os escoamentos multifásicos ocorrem em amplas aplicações, incluindo; indústrias nuclear, química e petrolífera. Um dos regimes de escoamento mais importantes que se encontra no escoamento multifásico é o escoamento em golfadas, frequentemente encontrado em sistemas de produção de petróleo e gás. Os problemas de slugging podem causar inundação das instalações de processamento a jusante, corrosão severa da tubagem e instabilidade estrutural da tubagem e induzir ainda mais as oscilações do caudal do reservatório e uma má gestão do reservatório. No presente estudo, a simulação computacional de dinâmica de fluidos é utilizada para investigar o escoamento de golfadas bifásicas em tubos verticais utilizando a metodologia de volume de fluido (VOF) implementada no código comercial ANSYS Fluent. As forças viscosas, inerciais e interfaciais têm um efeito significativo nas características hidrodinâmicas do escoamento de golfadas bifásico. Estas forças podem ter sido investigadas através da introdução de um conjunto de números adimensionais, nomeadamente; número de viscosidade inversa, Nf, número de Eotvos, Eo e número de Froude, FrTB. A simulação tem em conta as características hidrodinâmicas do escoamento de golfadas bifásicas, incluindo; a forma da bolha de Taylor, o perfil da bolha, a velocidade e espessura do filme descendente, o padrão de escoamento da esteira e a distribuição da tensão de cisalhamento na parede. Os resultados da simulação CFD estão de acordo com os dados experimentais anteriores e com os modelos disponíveis na literatura.