Levantamento e avaliação de modelos de fator de fricção interfacial para escoamentos anulares

A exploração de gás natural nas reservas naturais do Pré-Sal impõe novos desafios tecnológicos. Há uma alta concentração de gás carbônico misturado ao gás natural e sua remoção representa um grande custo para a produção. A utilização de um sistema de separação supersônico pode representar diversas vantagens, entretanto, o know-how tecnológico é de domínio de poucas empresas. Previamente a construção deste equipamento, a modelagem computacional é uma forma de reduzir custos com prototipagem e pesquisa. Modelos que descrevam tal equipamento, entretanto, não se encontram em softwares comerciais e nem de código livre. Dada tal ausência, faz-se necessário o estudo e modelagem do equipamento como um todo. Este equipamento possui escoamento complexo e o presente trabalho concentra-se no fator de fricção na interface líquido-gás. Diferentes modelos foram obtidos na literatura, Wallis, Moeck, Asali, Henstock Schubring, Fukano e Furuwaka, Fore, Wongwise, Hurlburt, Sun, Wallis modificado, e, utilizando-se um conjunto de variáveis adimensionais desenvolvido no presente trabalho, identificou-se que o número de Reynolds do gás, o número de Reynolds do líquido e a espessura do filme líquido adimensionais são as variáveis mais importantes para a previsão do fator de fricção interfacial. Três bancos de dados experimentais foram coletados e realizou-se uma análise estatística para eleger o modelo que melhor se adequava aos dados experimentais; tanto globalmente quanto para diferentes faixas das variáveis adimensionais selecionadas como relevantes para o problema. Todavia, nenhum dos modelos mostrou-se adequado para estimar o fator de fricção nem de forma geral nem para as faixas estudadas, exceto quando avaliados segundo o conjunto de dados experimentais usados para a construção do modelo