Análise experimental da tensão mínima para escoamento de materiais viscoplásticos em tubos: carbopol e óleo parafínico gelificado

dc.contributor.advisor-co1Siqueira, Renato do Nascimento
dc.contributor.advisor1Soares, Edson José
dc.contributor.authorDalla, Luiz Fernando Rambalducci
dc.contributor.referee1Machado, André Luiz de Castro
dc.contributor.referee2Pereira, Fabio de Assis Ressel
dc.date.accessioned2018-08-02T00:03:03Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-02T00:03:03Z
dc.date.issued2018-04-30
dc.description.abstractThe restart of paraffinic oil flow is a problem of extreme severity in the scope of flow assurance.After a period of production stoppage, the paraffins precipitate and the oil begins to behave asa non-newtonian material. In fact, it behaves as a viscoelastoplastic and thixotropic material.In order to resume flow, the viscoplastic aspect is the most important. The minimum pressurerequired to restart the flow must be predicted. For that purpose it is common to use the relation,∆P= 4τ0L/D, where L and D are respectively the length and diameter of the pipe andτ0is theyield stress. This work evaluates how realistic this expression is, since it does not consider, forexample, slip phenomenon at the wall. An experimental apparatus is used, consisting of a pistonthat pushes the oil inside a tube. The critical stress to start flow is compared to the yield stressby using the sliping factorSF= (τ0−τc)/τ0. For carbopol, the critical stress obtained on thebench was lower than the yield stress measured on the rheometer for the case of a smooth pipe.Nonetheless, using a rough inner surface, the SF reduces, being an indication that the slip effectis important to the carbopol flow restart. In the tests with paraffinic petroleum, two initial heatingtemperatures were evaluated50◦Cand60◦C. A good concordance was verified between thecritical tension obtained in the bench and yield stress. The results indicated that the mechanismof gelled structure breaking is the adhesive failure and, in this case, the above equation providesa good estimate of the pressure required to restart the floweng
dc.description.resumoO reinício de escoamento de petróleo parafínico é um problema de extrema gravidade no âmbito da garantia de escoamento. Após um período de parada na produção, as parafinas se precipitam e o óleo começa a se comportar como um material não newtoniano. Na verdade, ele se comporta como um material viscoelastoplástico e tixotrópico. Para o reinício de escoamento, o aspecto viscoplástico é o mais importante. A pressão mínima necessária para reiniciar o escoamento deve ser prevista. Para isso é comum utilizar-se a relação, ∆P = 4τ0L/D onde L e D são, respectivamente, o comprimento e o diâmetro do tubo e τ0 é a tensão limite de escoamento do petróleoobtidaporreometria.Estetrabalhoavaliouoquãorealistaéessaexpressão,umavezque elanãoconsidera,porexemplo,ofenômenodedeslizamentonaparede.Foiutilizadoumaparato experimental composto por um pistão que desloca o material viscoplástico dentro de um tubo. A tensãocríticaparainiciaroescoamentofoicomparadacomatensãolimitedeescoamentoatravés do fator de deslizamento FD = (τ0 −τc)/τ0. Os ensaios foram realizados para Carbopol e Petróleoparafínico.ParaoCarbopolatensãocríticaobtidanabancadafoimenordoqueatensão limite de escoamento no caso do tubo liso. Entretanto, utilizando uma superfície interna rugosa, o fator de deslizamento reduz, indicando que o deslizamento é um fenômeno importante no reinício de escoamento do Carbopol. Nos ensaios com petróleo parafínico, foram testadas duas temperaturas iniciais de aquecimento 50◦C e 60◦C. Verificou-se uma boa concordância entre a tensão crítica obtida na bancada e a tensão limite de escoamento. Os resultados indicaram que o mecanismo de quebra da estrutura gelificada ocorre por falha adesiva e, nesse caso, a equação acima fornece uma estimativa razoável da pressão necessária para reiniciar o escoamento.
dc.formatText
dc.identifier.citationDALLA, Luiz Fernando Rambalducci. Análise experimental da tensão mínima para escoamento de materiais viscoplásticos em tubos: carbopol e óleo parafínico gelificado. 2018. 61 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2018.
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/9769
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.subjectWaxy crude oileng
dc.subjectYield stresseng
dc.subjectStart-upeng
dc.subjectSlipeng
dc.subjectCarbopolpor
dc.subjectTensão limite de escoamentopor
dc.subjectReinício de escoamentopor
dc.subject.br-rjbnPolímeros
dc.subject.br-rjbnPetróleo
dc.subject.br-rjbnParafinas
dc.subject.br-rjbnEscoamento
dc.subject.br-rjbnDeslizamento
dc.subject.br-rjbnViscoplasticidade
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleAnálise experimental da tensão mínima para escoamento de materiais viscoplásticos em tubos: carbopol e óleo parafínico gelificado
dc.typemasterThesis

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