Análise do modelo de mistura aplicado em escoamentos isotérmicos gás-líquido

Escoamentos gas-liquido sao frequentemente encontrados na natureza, bem como em diversas aplicacoes industriais. Na area de producao de petroleo, por exemplo, em sistemas de elevacao natural ou artificial (gas-lift continuo ou intermitente), gas e oleo escoam simultaneamente em tubulacoes. A previsao de escoamentos gas-liquido torna-se necessaria a viabilidade tecnica-economica de muitos processos industriais, por exemplo, na industria de petroleo devido ao aumento do consumo mundial de combustiveis e a descoberta de novos campos petroliferos. Em escoamentos gasliquido, as fases se distribuem espacialmente e temporalmente ao longo da tubulacao dependendo das vazoes, propriedades fisicas das fases e das caracteristicas da tubulacao, entre outros parâmetros. A combinacao destes fatores gera diversos padroes de escoamento gas-liquido que podem ser agrupados em tres classes principais: disperso, separado e intermitente. Os principais objetivos deste trabalho sao o desenvolvimento e a analise de uma modelagem unidimensional em regime permanente, baseada no modelo de mistura, que permita a simulacao de escoamentos isotermicos gas-liquido em tubulacoes com secao transversal circular constante, considerando a fenomenologia envolvida nestes escoamentos. Dentre as contribuicoes obtidas com a realizacao deste trabalho destacam-se: a identificacao das vantagens e limitacoes do modelo; as analises de suas formulacoes, dos parâmetros de fechamento e de sensibilidade as variaveis relacionadas aos padroes; a proposicao de um metodo de solucao para um modelo fenomenologico de forca de atrito na parede, aplicavel aos diversos padroes de escoamento gas-liquido. Os resultados do modelo de mistura foram comparados contra dados experimentais do gradiente de pressao de escoamento nos padroes disperso, separado e intermitente, em diversas inclinacoes de tubo. Alem disto, foram realizadas analises envolvendo transicao de padrao de escoamento num tubo vertical. Os resultados obtidos demonstraram que o modelo de mistura captura de forma satisfatoria o gradiente de pressao para os diversos padroes de escoamento gas-liquido, num unico algoritmo de integracao Abstract