Análise de escoamentos gás-líquido em tubulações a partir de ECT

Abstract

Escoamentos gás-líquido em tubos ocorrem em inúmeras atividades industriais como, por exemplo, na indústria de óleo e gás. A medição em tempo real de escoamentos gás-líquido pode gerar redução de custo, aumento da produtividade e melhora da qualidade de produção. O objetivo deste trabalho é a avaliação de escoamentos bifásicos líquido-gás a partir do tratamento estatístico de dados obtidos por tomografia. Visando recriar em laboratório misturas de gases e líquidos em situações práticas, foi projetada uma bancada multifásica para água, óleo e ar. Com o objetivo de analisar escoamentos em placas do trocador de calor PSHE. A bancada terá temperatura controlada na faixa entre 5 e 70 oC, e pressão máxima de mistura de 37 psi. Um código computacional foi implementado para o tratamento estatístico de escoamentos bifásicos turbulentos a partir dos dados de medição do tomógrafo. Testes preliminares foram realizados a partir de um experimento em uma bancada simplificada para testar o código criado. O código permite a utilização de um filtro de dados para retirada de dados espúrios de forma a melhorar a precisão de cálculo para o campo de da concentração, velocidade, vazão mássica e volumétrica.

Liquid-gas flows in pipes occur in several industries, particularly in oil and gas fields. Online measurements may allow cost reduction and production increase in oil sites. This work aims at evaluating liquid-gas flows by statistical treatment of an Electrical Capacitance Tomography (ECT) data. To mimic multiphase flows in laboratory for practical situations, an experimental setup is designed for air, oil and water streams. The aim is the analysis of the plate of a PSHE heat exchanger. Flow temperature and pressure can vary in the range 5-70 oC, and up to 37 psi. A numerical code was implemented to assess turbulent gas-liquid flows by means of ECT data. Preliminary code appraisal was performed by experiments in a simplified setup. The numerical code allows data filtering in order to improve computation of concentration, velocity, mass and volume flow rate fields.