Dinâmica dos fluidos computacional para implementação de um novo modelo para estimativa de overreading em placas de orifício

dc.contributor.advisor1Junior, Humberto Belich
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8795-1735
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3879935393431243
dc.contributor.authorMendonca, Cleyton Correia
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Macedo, Emanuel Negrao
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4652-8316
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8718370108324505
dc.contributor.referee2Amorim, Leandro Silva
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-6005-6749
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8478054769916730
dc.date.accessioned2024-05-30T00:54:17Z
dc.date.available2024-05-30T00:54:17Z
dc.date.issued2022-09-16
dc.description.abstractThe amount of money involved in differential pressure flow measurement is enormous, within the UK it is estimated that most natural gas is measured at least once using an orifice plate: every year around £25 billion of natural gas is measured with an uncertainty of around £250million. The accuracy of orifice plates has been demanded by regulatory bodies and the industry due to so-called legal measurement. Liquid hydrocarbon flow measurement systems must have a maximum permissible error of ±0.3% and, for natural gas systems, a measurement uncertainty less than or equal to 5%. For flow measurement involving only one fluid, the orifice plate is consolidated equipment, however, in the oil industry, the condition of a single fluid flowing through the pipe is hardly verified, and it may contain impurities or other fluids. In case fluids are passing through the meter, the problem of gas humidity arises; this effect causes a positive error in the flow measurement due to the presence of liquid in the gas flow called overreading. Many works were carried out by empirical methods, to understand the overreading in orifice plates. However, the experimental infrastructure for testing meters is expensive and robust. To reduce the costs of semi-industrial or industrial infrastructure, they propose to replace these tests supported by numerical experimentation via computational fluid dynamics. With CFD it is possible to analyze systems involving fluid flow, heat exchange, and associated phenomena, such as chemical reactions and phase change, common in oil flow. In the context of this work, it is proposed to use a numerical method that estimates the overreading using a new mechanistic model developed for an orifice plate, in which the input parameters are obtained by computational fluid dynamics (CFD) simulation.
dc.description.resumoO montante envolvido na medição de vazão por pressão diferencial é enorme, dentro no Reino Unido, estima-se que a maioria do gás natural é medida pelo menos uma vez usando uma placa de orifício: a cada ano cerca de £ 25 bilhões de gás natural sejam medidos com uma incerteza de cerca de £250milhões. A precisão das placas de orifício tem sido exigida por parte dos órgãos regulamentadores e pela indústria devido à chamada medição legal. Os sistemas de medição de vazão de hidrocarbonetos líquidos devem possuir um erro máximo admissível de ±0,3% e, para os sistemas de gás natural, ter incerteza de medição menor ou igual a 5%. Para medição de vazão envolvendo apenas um fluido, a placa de orifício é um equipamento consolidado, porém, na indústria do petróleo, dificilmente a condição de um único fluido escoando pela tubulação é verificada, podendo conter impurezas ou outros fluidos. No caso de conter outros fluidos passando pelo medidor e sendo este líquido, surge o problema da umidade do gás, tal efeito ocasiona um erro positivo na medição da vazão devido à presença de líquido no escoamento de gás denominado overreading. Muitos trabalhos foram realizados por métodos empíricos, com o intuito de compreender o fenômeno envolvido no overreading em placas de orifício. No entanto, a infraestrutura experimental para realização de testes em medidores é cara e robusta. Visando atenuar os custos com infraestrutura semi-industrial ou industrial, propõem a substituição desses testes por experimentação numérica via fluidodinâmica computacional. Com o CFD é possível analisar sistemas envolvendo escoamento de fluidos, troca de calor e fenômenos associados, como reações químicas e mudança de fase, comuns em escoamento de petróleo. No contexto deste trabalho é proposto utilizar um método numérico para estimar o overreading utilizando um novo modelo mecanicista desenvolvido para placa de orifício, cujo os parâmetros de entrada são obtidos por simulação fluidodinâmica computacional (CFD).
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16278
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectMedição de Vazão por Pressão Diferencial
dc.subjectPlaca de Orifício
dc.subjectOverreading
dc.subjectComputacional Fluid Dinamics(CFD)
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleDinâmica dos fluidos computacional para implementação de um novo modelo para estimativa de overreading em placas de orifício
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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