Análise Experimental da Tensão Mínima para Escoamento de Materiais Viscoplásticos em Tubos: Carbopol e Óleo Parafínico Gelificado

Nome: Luiz Fernando Rambalducci Dalla
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 30/04/2018
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Edson Jose Soares Orientador
Renato do Nascimento Siqueira Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
André Luiz de Castro Machado Examinador Externo
Edson Jose Soares Orientador
Fabio de Assis Ressel Pereira Examinador Externo
Renato do Nascimento Siqueira Coorientador

Resumo: O reinício de escoamento de petróleo parafínico é um problema de extrema gravidade no âmbito da garantia de escoamento. Após um período de parada na produção, as parafinas se precipitam e o óleo começa a se comportar como um material não newtoniano. Na verdade, ele se comporta como um material viscoelastoplástico e tixotrópico. Para o reinício de escoamento, o aspecto viscoplástico é o mais importante. A pressão mínima necessária para reiniciar o escoamento deve ser prevista. Para isso é comum utilizar-se a relação, ∆P = 4τ0L/D onde L e D são, respectivamente, o comprimento e o diâmetro do tubo e τ0 é a tensão limite de escoamento do petróleoobtidaporreometria.Estetrabalhoavaliouoquãorealistaéessaexpressão,umavezque elanãoconsidera,porexemplo,ofenômenodedeslizamentonaparede.Foiutilizadoumaparato experimental composto por um pistão que desloca o material viscoplástico dentro de um tubo. A tensãocríticaparainiciaroescoamentofoicomparadacomatensãolimitedeescoamentoatravés do fator de deslizamento FD = (τ0 −τc)/τ0. Os ensaios foram realizados para Carbopol e Petróleoparafínico.ParaoCarbopolatensãocríticaobtidanabancadafoimenordoqueatensão limite de escoamento no caso do tubo liso. Entretanto, utilizando uma superfície interna rugosa, o fator de deslizamento reduz, indicando que o deslizamento é um fenômeno importante no reinício de escoamento do Carbopol. Nos ensaios com petróleo parafínico, foram testadas duas temperaturas iniciais de aquecimento 50◦C e 60◦C. Verificou-se uma boa concordância entre a tensão crítica obtida na bancada e a tensão limite de escoamento. Os resultados indicaram que o mecanismo de quebra da estrutura gelificada ocorre por falha adesiva e, nesse caso, a equação acima fornece uma estimativa razoável da pressão necessária para reiniciar o escoamento.
Palavras-chave: Carbopol. Petróleo parafínico. Tensão limite de escoamento. Reinício de escoamento. Deslizamento.

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