GERAÇÃO DE DOMÍNIO E MALHA PARA O ESTUDO FLUIDODINÂMICO COMPUTACIONAL DE VASOS SEPARADORES HORIZONTAIS TRIFÁSICOS
Os vasos separadores são equipamentos utilizados no processamento primário do petróleo, com o objetivo de separar a corrente multifásica proveniente dos poços produtores. O estudo da eficiência de separação destes equipamentos é muito importante para a indústria do Petróleo e pode ser realizado por meio de fluidodinâmica computacional (CFD). Uma análise CFD requer o cumprimento de uma série de etapas, distribuídas em pré-processamento, processamento e pós-processamento. Portanto, o objetivo do trabalho foi dimensionar um vaso separador horizontal trifásico, gerar a geometria e a malha numérica do domínio em questão, realizando assim, a etapa de pré-processamento para um estudo futuro de fluidodinâmica computacional. Com o uso de modelagem semi-empírica realizou-se o dimensionamento do vaso separador trifásico horizontal, dos seus bocais de entrada e saídas, além dos tampos elípticos. Posteriormente, foram definidos os dispositivos internos. Em posse das características estruturais do separador, diferentes domínios computacionais foram gerados com auxílio da versão estudante do software Ansys 2020 R1 no gerador de geometria DesignModeler. Para a conclusão da etapa de pré-processamento a discretização do domínio foi realizada. A malha computacional foi gerada usando a ferramenta Mesh da versão estudante do software Ansys R1 2020, e possui elementos tetraédricos. Os resultados do dimensionamento estão de acordo com as normas técnicas de vasos de pressão, neste sentindo, o domínio do estudo representa a física do problema e a geometria criada pode ser usada para uma análise de um vaso separador trifásico através de CFD. As malhas numéricas geradas apresentaram qualidade insatisfatória segundo as métricas de malha do software, esses resultados se justificam pela limitação do hardware utilizado. Tendo em vista que a discretização do domínio computacional é parte fundamental para garantir que os resultados reflitam a física do problema, se faz necessário a construção de malhas de melhor qualidade para o uso na etapa de processamento.
GERAÇÃO DE DOMÍNIO E MALHA PARA O ESTUDO FLUIDODINÂMICO COMPUTACIONAL DE VASOS SEPARADORES HORIZONTAIS TRIFÁSICOS
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DOI: 10.22533/at.ed.49621090315
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Palavras-chave: Vaso separador trifásico; Dominío computacional; Fluidodinâmica computacional
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Keywords: Three-phase separating vessel; Computational domain; Computational fluid dynamics
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Abstract:
The separating vessels are equipment used in the primary processing of oil, with the objective of separating the multiphase current from the producing wells. The study of the separation efficiency of this equipment is very important for the Oil Industry and can be performed by means of computational fluid dynamics (CFD). The CFD analysis requires a series of steps, distributed in pre-processing, processing and post-processing. Therefore, the objective of the work was to design a three-phase horizontal separating vessel, to generate the geometry and numerical mesh of the domain in question, thus performing the pre-processing step for a future study of computational fluid dynamics. With the use of semi-empirical modeling, the horizontal three-phase separator vessel, its inlet and outlet nozzles, in addition to the elliptical head, were dimensioned. Later, the internal devices were defined. In possession of the structural characteristics of the separator, different computational domains were generated with the aid of the student version of the Ansys 2020 R1 software in the DesignModeler geometry generator. For the conclusion of the pre-processing stage, the domain discretization was performed. The computational mesh was generated using the Mesh tool of the student version of the Ansys R1 2020 software, and has tetrahedral elements. The design results are in accordance with the technical standards of pressure vessels, in this sense, the domain of the study represents the physics of the problem and the geometry created can be used for an analysis of a three-phase separator vessel using CFD. The generated numerical mesh presented unsatisfactory quality according to the mesh metrics of the software, these results are justified by the limitation of the hardware used. Bearing in mind that the discretization of the computational domain is a fundamental part to ensure that the results reflect the physics of the problem, it is necessary to build better quality meshes for use in the processing stage.
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Número de páginas: 19
- Jéssica Barbosa da Silva do Nascimento
- Vittor Jorge Santos Marcelo
