Trabalho de conclusão de graduação
Simulação da dinâmica não isotérmica do escoamento de gás natural
Autor
Cordeiro, Felipe Barbosa
Institución
Resumen
O escoamento de gás em redes de gasodutos é inerentemente dinâmico, dado os
frequentes distúrbios nas condições de operação do gasoduto. Portanto, os trabalhos que
assumem a validade da hipótese do estado estacionário não podem ser usados em diversas
aplicações transientes. Assume-se também que as propriedades do gás (densidade, calor
específico, condutividade térmica e composição) permanecem constantes durante o escoamento.
Entretanto, deve-se notar que a densidade do gás exerce um efeito direto sobre a velocidade do
gás e sobre os cálculos de perda de carga. Adicionalmente, sabe-se que o gás natural é uma
mistura complexa de hidrocarbonetos, cuja composição está sujeita a flutuações naturais e
dependem das condições de alimentação. A modificação da composição do gás certamente afeta
as propriedades do fluido. Finalmente, os efeitos da transferência de calor são geralmente
desprezados durante a modelagem das redes de gasodutos, que podem levar a severas limitações
do modelo quando há variações nas temperaturas do ambiente e na temperatura de operação no
transporte do gás natural.
Modelos dinâmicos de gasodutos têm sido recentemente propostos por diferentes
autores e resolvidos numericamente. Porém, em todos estes casos, algumas limitações do
modelo já citadas foram introduzidas dentro das suas propostas. Por esta razão, o principal
objetivo deste trabalho é a apresentação de um modelo matemático rigoroso para representar o
escoamento não isotérmico do gás natural em gasodutos e um estudo de reconciliação de dados
para aplicação em tempo real. O Modelo baseia-se nos balanços de massa, energia e quantidade
de movimento e na determinação rigorosa das propriedades do gás ao longo do escoamento.