Simulação numerica do comportamento do sensor de capacitancia para o monitoramento de escoamento multifasico do tipo cor-flow

Abstract

Os sistemas de transporte de óleos pesados, que adicionam um líquido de menor viscosidade como água, geram uma mistura que pode escoar em diferentes padrões. Um deles é o escoamento anular ou core-flow, onde a água escoa na região perimetral anular e o óleo na região central, permitindo uma diminuição da potencia utilizada no transporte convencional. Quando são injetados óleo e água torna-se necessário monitorar o comportamento deste processo. Uma solução do problema consiste em utilizar uma sonda não-intrusiva, que utiliza a modificação do campo elétrico devida à diferença entre as permissividades do óleo e da água num capacitor de placas côncavas colocado na superfície externa da tubulação, de maneira que a distribuição das fases modifica a capacitância. Existem diferentes geometrias para os eletrodos, formas de colocar-los na tubulação, separação entre eletrodos, entre outros parâmetros que podem modificar o comportamento do sensor. Testar as diferentes configurações de forma experimental pode resultar árduo. Aproveitando a natureza do fenômeno e as leis físicas que o governam, é possível utilizar ferramentas computacionais e, mediante técnicas numéricas, obter soluções que ajudem a agilizar o processo de desenvolvimento. Pode-se testar um volume razoável de configurações e obter um mapa do comportamento do sistema, para que na etapa de testes sejam somente utilizados os parâmetros que deram as melhores respostas.As simulações dependem da escolha de diferentes parâmetros e devem fornecer respostas não ambíguas, que possam ser lidas com um sistema eletrônico. Neste trabalho são levadas em conta diferentes situações presentes em escoamentos do tipo core-flow que afetam a medida feita pela sonda, como a variação do diâmetro do fluido que escoa na região central ( neste caso é o óleo), a excentricidade viii que pode apresentar esta região, a mudança de permissividades devida às emulsificações ocasionadas na injeção do óleo na tubulação cheia de água e o efeito volumétrico do capacitor.

Desenvolvimento de uma técnica de medida de vazão de óleo em escoamento bifásico do tipo core-flow

“…Galdiano (2010) realizou a construção da sonda cuja geometria do sensor foi definida por Galvis (2009) e realizou os testes estáticos a fim de avaliar o comportamento do sensor como instrumento de medida de vazão em escoamento multifásico do tipo Core-Flow. Desenvolveu um sistema de calibração da sonda com tarugos de teflon, cuja permissividade é muito semelhante a do óleo, resultando em uma curva de calibração da sonda.…”

“…A vazão é medida por um Coriolis (M1), METROVAL, modelo RHE ONIK-RHM40, com saída 4-20 mA para retransmissão. Figura 4.7 Sonda Capacitiva, (Galvis, 2009;Galdiano, 2010) O transdutor de capacitância converte o valor da capacitância entre os eletrodos em um sinal proporcional de tensão DC, que pode ser medida com o auxílio de um multímetro ou um sistema de aquisição de dados. O transdutor de capacitância foi construído conforme apresentado em Reis (2003).…”

“…Figura 4.7 Sonda Capacitiva,(Galvis, 2009;Galdiano, 2010) ......................................................…”

“…Figura 4.7 Sonda Capacitiva,(Galvis, 2009;Galdiano, 2010) ...................................................... Figura 4.8 Comportamento do sinal da sonda e das temperaturas para água deionizada. .............…”

Contribuição ao estudo de um medidor não-invasivo da espessura da camada de agua em um escoamento anular oleo-agua

“…A idéia da construção de uma instalação para testes estáticos foi aproximar a condição de medição de ordem zero (FIGLIOLA; BEASLEY, 2000), ou seja, uma condição em que a resposta do sistema independe do tempo, semelhante à estudada através de modelagem matemática por outro membro da equipe (GALVIS, 2009).…”