A aplicação de ultra-som na determinação de vazão em escoamento gas-liquido vertical

Resumo: A medição de vazões em escoamentos bifásicos gás-líquido é uma área de interesse crescente, particularmente o que refere-se à engenharia de petróleo. Neste Trabalho é apresentada a aplicação de ultra-som para a obtenção de vazões de gás e líquido no escoamento pistonado vertical. O método é não intrusivo e não requer, portanto, separação de fases. Os dados experimentais foram obtidos no Laboratório de movimentação de fluidos do Centro de Pesquisas da Petrobrás, CENPES. Para a determinação de vazões de gás e líquido, Foram medidadas variáveis que caracterizam o escoamento pistonado (bolha de Taylor e pistão de líquido). Estes Valores foram empregados em um modelo mecanicista que representa o escoamento e, assim, as vazões das duas fases puderam ser calculadas. Os Valores das variáveis medidas por ultra-som apresentaram relativa proximidade aos valores obtidos através do modelo de Sylvester [1987]. Apesar da complexidade envolvendo á representação física do escoamento pistonado e de sua modelagem, a maioria dos resultados obtidos encontra-se dentro da faixa de ~ 35% de erro absoluto. A técnica Pode ser aperfeiçoada em relação ao processamento e interpretação dos sinais de ultra-somAbstract: The measurement of flow rates in gas-liquid two-phase flows is a subject' of increasing interest, particularly in whitch refers to the Petroleum Engineering. In this dissertation it is shown the application of ultrasonic techniques to obtain the gas and liquid flow rates in avertical slug flow. The method is non intrusive and does not require phase separation. Experimental data were taken in a 0.05 m ID pipe 12 meters high, at Petrobrás Reseach Center, CENPES. To accomplish the measurement of liquid and Gas flow rates, variables with caracterize the flow unit (Taylor bubble and liquid slug) were measured. These values were taken to amechanistic model representing the flow, so that the gas and liquid flow rates were calculated. The values for the variables measured by ultrasonic technic showed a reasonable agreement with those obtained usin9 the model proposed by Sylvester [1987]. Despite the complexities involving the physical representation of slug flow, and its modeling, most of the reults are within the range of !35% of absolute error. The technic can be improved for the processing and interpretation of ultrasonic signals in slug flo