Desenvolvimento da Técnica de Ultrassom para Medição da Fração de Vazio e Detecção do Padrão de Escoamentos Água-Ar.

Abstract

Escoamentos multifásicos são muito comuns na indústria petrolífera, normalmente envolvendo ambientes hostis e fluidos com particulados. Por esta razão, existe um grande interesse no estudo de técnicas não invasivas e de resposta rápida para medição das parcelas das fases dispersas; além disso, informações da estrutura do escoamento são essenciais para classificar para analisar os processos de transporte envolvidos. A técnica ultrassônica preenche estes requisitos e parece ser capaz de prover toda a informação necessária. Neste trabalho, o potencial da técnica ultrassônica para aplicação em escoamentos bifásicos foi estudado pela comparação de dados de atenuação acústica com dados experimentais da fração de vazio e topologia de escoamentos bifásicos água-ar, verticais e ascendentes na faixa de 0 a 15% de fração e vazio. O aparato ultrassônico consistia em um transdutor emissor/receptor e outros três receptores posicionados ao longo da circunferência da tubulação; filmagens foram feitas simultaneamente ao ultrassom a velocidades de 250 e 1000 fps. A atenuação exibida por todos os sensores apresentou uma correlação sistemática com a fração de vazio, o que confirma a capacidade da técnica ultrassônica para medir as parcelas das fases dispersas. Das filmagens realizadas, estruturas gasosas básicas e padrões de escoamentos diferentes foram identificados em função da fração de vazio e correlacionadas com os dados de ultrassom. Finalmente, o tempo de trânsito da onda sonora também foi investigado em função da fração de vazio.