Estudo de transientes em dutos de derivados de petróleo

Abstract

A análise dos transientes em fluidos (óleo/gás), trata do estudo das pressões e velocidades que resultam de uma mudança de um estado permanente de repouso ou escoamento, para um outro estado qualquer. Com o avanço da tecnologia, a construção de equipamentos mais robustos e o emprego de velocidades de escoamento mais altas, tornaram o problema de fenômenos transientes cada vez mais importantes. Estes transientes precisam ser levados em conta em Centrais Nucleares, oleodutos, gasodutos, tubulações de hidroelétricas, em adutoras sob pressão, etc., pois o consequente aumento das pressões nas estruturas pode por em risco o seu funcionamento, provocar desgastes e até mesmo causar uma possível ruína do sistema. Devido a complexidade da análise da propagação de uma onda ao longo de um meio, são usados modelagens numéricas e recursos computacionais. Neste trabalho, a equação da onda unidimensional é resolvida pelo Método das Características associado a técnica das diferenças finitas. As respostas são dadas em termos da pressão e da velocidade do fluído em função do tempo e de sua posição ao longo de todo o circuito. Através desta teoria, foi elaborado um programa (TRANSPETRO-1D, ondas planas) a partir de outras versões (TRANS e RETRANS) O programa permite identificar e caracterizar os efeitos transientes provocados pelas ondas de pressão associadas as mais diversas condições de contorno. Destaca-se ainda os aspectos gráficos e visuais deste programa, que permitem uma grande interatividade com o usuário, assim como uma ferramenta de fácil utilização no processo de análise e simulação. Várias simulações foram realizadas com o uso de diferentes condições de contorno: interrupção brusca do escoamento no circuito devido ao fechamento rápido de válvulas, bombas, pressurizadores, acumulador e chaminé de equilíbrio na linha, entre outros efeitos. As respostas obtidas pelo programa desenvolvido são comparadas com os resultados obtidos a partir de experimentos sobre transientes encontrados na literatura, assim como a outros resultados numéricos e analíticos, apresentando um bom acordo em todos os casos analisados.