Detalhes do Projeto

A adição de pequenas quantidades de moléculas de polímeros de cadeia longa em escoamentos monofásicos internos turbulentos pode resultar em uma redução significativa do arrasto. Em escoamentos bifásicos gás-líquido, a magnitude esperada das reduções de arrasto é menor. No entanto, mesmo níveis menores de redução de arrasto são potencialmente relevantes para a operação de escoamentos bifásicos em tubulações.

Nesta pesquisa, o efeito de polímeros de redução de arrasto em escoamentos monofásicos e bifásicos será abordado experimentalmente por meio de observações de variações dos padrões de escoamento, medições de características estatísticas dos escoamentos gás-líquido e observação de estruturas turbulentas próximas à parede. Para isso, técnicas padrão e avançadas serão empregadas em escoamentos em tubos circulares ou dutos quadrados.

O trabalho de tese consistirá, em princípio, nas seguintes etapas:

– Atualização bibliográfica

– Adaptação da bancada experimental de testes

– Implementação de técnicas de medição padrão e avançadas

– Medição de características relevantes dos escoamentos com e sem polímeros

– Processamento de dados brutos e análise física dos resultados

– Preparação do manuscrito da tese

Pré-requisitos

Estudantes formados em Engenharia Mecânica ou Física, interessados em pelo menos uma das seguintes áreas do conhecimento: mecânica dos fluidos, óptica, processamento de imagens, programação e com bom desempenho acadêmico.

Bolsa de estudos

Bolsa CAPES/CNPq e possibilidade de subsídio complementar.

Contato

Luis Fernando A. Azevedo – Lfaa@puc-rio.br  (21) 3527-1181

Fabio J. W. A. Martins – fabiomartins@puc-rio.br  (21) 3527-1168

Detalhes do Projeto

Nas linhas de transporte submarinas, o petróleo escoa inicialmente sob convecção forçada, mantendo temperaturas elevadas devido à injeção contínua de fluido quente. Durante a parada de produção, a convecção forçada é reduzida até cessar, enquanto o óleo no interior da tubulação continua perdendo calor para o ambiente marinho frio, resfriando-se progressivamente até atingir o equilíbrio térmico.

Quando a temperatura do fluido cai abaixo da Wax Appearance Temperature (WAT), ocorre a precipitação de cristais de parafina, promovendo mudanças significativas no comportamento reológico dos óleos parafínicos. Nesse regime, há forte aumento da sensibilidade da viscosidade à temperatura, além de maior dependência do histórico e das taxas locais de cisalhamento. Nessas condições, a formação de uma rede tridimensional de cristais pode levar à gelificação parcial ou total do fluido.

Este projeto tem como objetivo avaliar, por meio de simulações numéricas, a influência combinada dos mecanismos de convecção forçada e natural na evolução do comportamento reológico de misturas parafínicas durante o processo de parada de produção.

Requisitos

Estudantes de Engenharia Mecânica, Engenharia Química ou Física, interessados nos seguintes campos do conhecimento: mecânica dos fluidos, dinâmica de fluidos computacional, e com bom desempenho acadêmico.

Bolsa de Estudo

Possiblidade de Bolsa Iniciação Científica.

Contato

Angela Ourivio Nieckele  – nieckele@puc-rio.br (21) 3527-1182

Ivan Fernney Ibanez Aguilar – iibanez@puc-rio.br (21) 97572-7447

Detalhes do Projeto

Deposição de parafina em dutos é um problema relevante que ocorre na indústria do petróleo, especialmente na produção offshore em águas profundas. O petróleo produzido dos reservatórios é transportado a temperaturas relativamente altas através das linhas de produção. Devido à troca de calor com o ambiente marinho frio, uma temperatura crítica pode ser alcançada desencadeando a precipitação dos componentes de parafina mais pesados. A deposição da parafina nas paredes dos dutos leva a perdas significativas de produção e custos elevados de remediação das obstruções. O objetivo do presente estudo é reproduzir o fenômeno experimentalmente e ou numericamente em condições estritamente controladas e analisar os resultados, considerando os mecanismos dominantes deste fenômeno, e.g.: difusão molecular e transferência de calor.

Requisitos

Estudantes formados em Engenharia Mecânica, Engenharia Química ou Física, interessados nos seguintes campos do conhecimento: mecânica dos fluidos, transferência de calor e massa, termodinâmica, dinâmica de fluidos computacional, programação e com bom desempenho acadêmico.

Bolsa de Estudo

Possibilidade de bolsas de estudo ou complementação de bolsa de órgãos de fomento.

Contato

Luis Fernando A. Azevedo – Lfaa@puc-rio.br  (21) 3527-1181

Angela Ourivio Nieckele  – nieckele@puc-rio.br (21) 3527-1182

Ivan Fernney Ibanez Aguilar – iibanez@puc-rio.br (21) 97572-7447