Escoamento laminar de fluÃdos newtonianos generalizados em tubos de seÃÃo transversal elÃptica

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Em atividades de perfuraÃÃo de poÃos de petrÃleo, comumente trabalha-se com geometrias circulares e por vezes elÃpticas. A geometria elÃptica ocorre pela ovalizaÃÃo do poÃo, causada pela passagem e oscilaÃÃes da broca, tornando importante a compreensÃo da fluidodinÃmica do escoamento do fluido de perfuraÃÃo em um tubo de seÃÃo transversal elÃptica. Assim, o presente trabalho apresenta o estudo do escoamento 3-D de um fluido viscoplÃstico do tipo Herschel-Bulkley atravÃs de trÃs configuraÃÃes distintas de tubos de seÃÃo transversal elÃptica. O objetivo deste estudo à analisar o efeito dos parÃmetros geomÃtricos do tubo, cinemÃticos do escoamento e reolÃgicos do fluido na perda de carga. A modelagem matemÃtica foi realizada com base nas equaÃÃes de conservaÃÃo da massa e da quantidade de movimento e uma equaÃÃo constitutiva que estabelece o tensor tensÃes do fluido. Para a soluÃÃo numÃrica das equaÃÃes de conservaÃÃo foi utilizado o MÃtodo de Volumes Finitos, o Esquema HÃbrido de InterpolaÃÃo e o MÃtodo SIMPLEC para o acoplamento pressÃo-velocidade. As simulaÃÃes numÃricas foram realizadas com o programa comercial PHOENICS-CFD. Para efeito de validaÃÃo do mÃtodo numÃrico implementado e dos resultados obtidos, foram realizadas comparaÃÃes com resultados analÃticos ou numÃricos sempre que possÃvel. Como resultados, sÃo apresentados os perfis de velocidade e o fator de atrito de Fanning para as trÃs diferentes configuraÃÃes de tubos de seÃÃo transversal elÃptica. No caso do tubo de seÃÃo transversal elÃptica e tubo interno cilÃndrico excÃntrico, à apresentada a proposta de uma correÃÃo para correlaÃÃo de fator de atrito de Fanning para escoamento laminar de fluido Herschel-Bulkley.

ASSUNTO(S)

fluÃdos newtonianos engenharia de materiais e metalurgica engenharia do petrÃleo fluÃdos - escoamento

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