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Título: Análise experimental da tensão mínima para escoamento de materiais viscoplásticos em tubos : $b carbopol e óleo parafínico gelificado
Autor(es): Dalla, Luiz Fernando Rambalducci
Orientador: Soares, Edson José
Coorientador: Siqueira, Renato do Nascimento
Palavras-chave: Carbopol
Petróleo parafínico
Tensão limite de escoamento
Data do documento: 30-Abr-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O 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. Palavras-chave: Carbopol. Petróleo parafínico. Tensão limite de escoamento. Reinício de escoamento. Deslizamento.
The 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 flow
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9769
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