Trabalho de conclusão de graduação
Determinação dos parâmetros de um novo modelo de turbulência com aplicação para fluidos de petróleo
Registro en:
KLEIN, Tânia Suaiden. Determinação dos parâmetros de um novo modelo de turbulência com aplicação para fluidos de petróleo. 2006. 92 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006.
Autor
Klein, Tânia Suaiden
Institución
Resumen
Agência Nacional de Petróleo - Programa de Recursos Humanos Simulações confiáveis de escoamentos são muito importantes para a Indústria do Óleo e Gás. Como quase 100% dos escoamentos nestas indústrias são turbulentos, torna-se necessário se dispor de um bom modelo de turbulência. Porém, a maioria dos modelos para o fechamento dos fluxos turbulentos tem por base a proposta de Boussinesq, análoga ao modelo de fluido newtoniano. Em razão desta simplificação torna-se necessário o emprego de “funções de parede” que corrigem o defeito introduzindo funções arbitrárias de distância à parede. Esta arbitrariedade é eliminada com modelo recentemente publicado na literatura e, em função disto, espera-se uma adaptação mais precisa a escoamentos complexos, como os existentes na produção e processamento de petróleo. Neste trabalho, foi realizado o ajuste e a determinação dos parâmetros deste novo modelo para escoamentos turbulentos. Os parâmetros determinados são polinômios de sexto e quarto graus onde a variável independente é a velocidade adimensional, u+. Para determinação dos parâmetros, optou-se pela aplicação do novo modelo de turbulência em um escoamento plenamente desenvolvido entre placas planas paralelas. As bases para os ajustes foram dados de flutuações associadas à turbulência
obtidas por simulação numérica direta (DNS). Para avaliar a performance do novo modelo de turbulência, foram realizadas simulações para escoamentos equivalentes aos provenientes dos bancos de dados de DNS para três fluidos: água, fluido de perfuração e petróleo. A simulação do escoamento de cada fluido foi resolvida empregando-se o modelo de turbulência k-ε e o modelo de turbulência SSG Reynolds Stress. Uma comparação destes resultados simulados com os obtidos com o novo modelo mostra que este último apresentou melhor previsão na região próxima à parede e melhor previsão dos componentes do Tensor de Reynolds.