Aplicação da técnica de fluidodinâmica computacional a escoamentos do tipo golfada em tubulações industriais
DOI:
https://doi.org/10.22409/engevista.v22i1.65854Palavras-chave:
tubulações industriais, vibrações, escoamento golfada, fluidodinâmica computacional (CFD)Resumo
Falhas por fadiga em tubulações, induzidas por vibrações, são preocupantes devido a impactos na segurança, custos e tempo de inatividade. O escoamento bifásico de golfada é especialmente crítico, pois provoca vibrações que podem causar falhas. A Energy Institute (2008) recomenda técnicas preditivas, como a Fluidodinâmica Computacional (CFD), para prevenir essas falhas. Sendo assim, este Artigo utiliza CFD com o software Ansys Fluent para simular escoamentos de golfada em uma tubulação "U" de 19,5 mm de diâmetro, inspirada em testes de bancada. Foram simulados seis cenários com duas malhas diferentes: tetraédrica (menos refinada) e butterfly (mais precisa). Inicialmente, a malha tetraédrica mostrou conformidade com os regimes de escoamento previstos na literatura. Para análises mais precisas, dois casos foram simulados na malha butterfly, resultando em contornos de bolsões de ar mais nítidos e interfaces ar-água mais realísticas. Conforme esperado para escoamentos transientes, as simulações revelaram o padrão de dente de serra nos gráficos de resíduos, com resíduos convergindo aos critérios mínimos aceitáveis. Pontos de monitoramento de pressão dinâmica revelaram flutuações de pressão quando bolsões de ar chegaram aos pontos de monitoramento, com maiores flutuações observadas na curva da tubulação devido à mudança de direção do escoamento. Além disso, essas flutuações de pressão foram consistentes com os dados de RAEDER (2012), variando conforme a fração de vazio e o regime de escoamento.
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Referências
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