Análise em fluidodinâmica computacional do escoamento Core-Annular Flow em riser flexível com petróleo ultraviscoso
DOI:
https://doi.org/10.18265/2447-9187a2026id9492Palavras-chave:
escoamento núcleo-anular, fluidodinâmica computacional, petróleo ultraviscoso, riser flexívelResumo
Apesar dos avanços na investigação do escoamento núcleo-anular (core-annular flow – CAF), ainda são escassos os estudos que avaliam o comportamento desse regime em risers flexíveis suspensos por boias, cuja geometria curvilínea pode modificar significativamente a dinâmica do escoamento. Com o intuito de suprir essa lacuna, este estudo analisa o comportamento multifásico óleo-água durante a elevação de petróleo ultraviscoso, utilizando o OpenFOAM para simular esse regime de escoamento no interior de um riser. O caso visa compreender os mecanismos hidrodinâmicos que influenciam na instabilidade do núcleo oleoso em geometrias complexas, contribuindo para a aplicação segura e eficiente dessa técnica em sistemas reais de produção. A abordagem metodológica seguiu os procedimentos usuais aplicados em simulações de Fluidodinâmica Computacional. A geometria e a malha computacional foram desenvolvidas no ambiente Salome-Meca. Na etapa de processamento, utilizou-se o solucionador interFoam para a resolução das equações de transporte. Os resultados foram analisados no pós-processamento por meio do software ParaView. As simulações revelaram o acúmulo de óleo ultraviscoso após a curvatura positiva do riser, devido à elevada inércia do fluido, que resiste às mudanças de trajetória. Tal acúmulo resultou no aumento da resistência ao escoamento e em perda de carga acentuada, com queda de pressão de 4.148,0 Pa para 3.365,8 Pa. No trecho suspenso, notou-se uma presença significativa de vórtices, devido ao elevado gradiente de velocidade, o que culminou na possível dispersão do óleo na água. Essas instabilidades geram vibrações hidráulicas que podem comprometer a integridade estrutural do sistema. Em síntese, as simulações permitiram identificar as dinâmicas interfaciais, evidenciando os desafios associados à geometria curvilínea e fornecendo subsídios técnicos para a adaptação da técnica core-annular flow em sistemas de produção com trajetórias não lineares.
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