ESTUDO EXPERIMENTAL E DE SIMULAÇÃO CFD DO GOTEJAMENTO DE ÓLEO A PARTIR DE UMA PEQUENA FONTE CILÍNDRICA SUBMERSA EM ÁGUA

ESTUDO EXPERIMENTAL E DE SIMULAÇÃO CFD DO GOTEJAMENTO DE ÓLEO A PARTIR DE UMA PEQUENA FONTE CILÍNDRICA SUBMERSA EM ÁGUA

SIMIONI, D. R.; QUADRI, M. B.; BOLZAN, A.

Artigo:

A exploração de petróleo offshore em profundidade está sujeita a condições que afetam propriedades físico-químicas dos fluidos. Tanto em situações de operação como de vazamentos acidentais, o estudo destas propriedades e padrões de escoamento é importante. Com essa motivação, desenvolve-se um estudo do escoamento óleo/água a partir de experimentos e simulações CFD em geometria tridimensional por meio do software COMSOL Multiphysics 4.3b. Além das equações de Navier-Stokes e equação da conservação da massa, emprega-se o método Level Set de acompanhamento da interface. Sendo a técnica numérica de elementos finitos. Os experimentos consistiram na injeção, por meio de um bocal cilíndrico, de óleo de soja, em água destilada à 22°C. Os aspectos avaliados foram: altura de gotejamento do óleo, diâmetro médio das gotas e tempo entre liberação de gotas. As simulações contemplaram três velocidades de injeção do óleo e reproduziram adequadamente o comportamento experimental. O diâmetro médio das gotas simuladas apresentou desvio máximo de ±1,3%. Os resultados representaram adequadamente, tanto qualitativa quanto quantitativamente, o comportamento fluidodinâmico dos experimentos, atestando a pertinência da metodologia utilizada e estabelecendo este tipo de modelo como um excelente ponto de partida para a consideração de problemas de escoamento de óleo a partir de uma fonte submersa.

A exploração de petróleo offshore em profundidade está sujeita a condições que afetam propriedades físico-químicas dos fluidos. Tanto em situações de operação como de vazamentos acidentais, o estudo destas propriedades e padrões de escoamento é importante. Com essa motivação, desenvolve-se um estudo do escoamento óleo/água a partir de experimentos e simulações CFD em geometria tridimensional por meio do software COMSOL Multiphysics 4.3b. Além das equações de Navier-Stokes e equação da conservação da massa, emprega-se o método Level Set de acompanhamento da interface. Sendo a técnica numérica de elementos finitos. Os experimentos consistiram na injeção, por meio de um bocal cilíndrico, de óleo de soja, em água destilada à 22°C. Os aspectos avaliados foram: altura de gotejamento do óleo, diâmetro médio das gotas e tempo entre liberação de gotas. As simulações contemplaram três velocidades de injeção do óleo e reproduziram adequadamente o comportamento experimental. O diâmetro médio das gotas simuladas apresentou desvio máximo de ±1,3%. Os resultados representaram adequadamente, tanto qualitativa quanto quantitativamente, o comportamento fluidodinâmico dos experimentos, atestando a pertinência da metodologia utilizada e estabelecendo este tipo de modelo como um excelente ponto de partida para a consideração de problemas de escoamento de óleo a partir de uma fonte submersa.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1565-18641-162758

Referências bibliográficas

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Como citar:

SIMIONI, D. R.; QUADRI, M. B.; BOLZAN, A.; "ESTUDO EXPERIMENTAL E DE SIMULAÇÃO CFD DO GOTEJAMENTO DE ÓLEO A PARTIR DE UMA PEQUENA FONTE CILÍNDRICA SUBMERSA EM ÁGUA", p-6033-6040. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-1565-18641-162758