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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
MÉTODO PARA CARACTERIZAÇÃO DA ASCENSÃO DE BOLHAS DE AR EM UM MEIO LÍQUIDO ESTAGNADO BASEADO EM PROCESSAMENTO DE IMAGENS
Submission Author:
Gabriel Furlan , SP
Co-Authors:
Gabriel Furlan, Alex Roger Almeida Colmanetti, Douglas Martins Rocha, Gherhardt Ribatski
Presenter: Gabriel Furlan
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0351
Abstract
A presença de emulsões é frequente em diversas aplicações industriais e em especial na indústria de petróleo, na qual é recorrente a presença de emulsões óleo-água (O/A) e água-óleo (A/O) nas etapas que abrangem desde a produção e transporte até o refino. Um dos grandes desafios da produção de petróleo em plataformas off-shore, caso este que representa uma parcela expressiva dos campos de produção brasileiros, é o tratamento de águas residuais (wastewater treatment). Essa operação é amplamente aplicada em emulsões de óleo-água (O/A) geradas no processo de produção de petróleo em ambiente off-shore. As operações unitárias de floculação e flotação são utilizadas na remoção de óleo das emulsões a fim de atender o limite mensal de concentração média de óleo na água produzida de 29 mg/L em efluentes. Durante o processo de floculação/flotação, a injeção de pequenas bolhas de ar favorece a desestabilização das emulsões e consequente aglomeração do óleo, aperfeiçoando o processo de separação do óleo da emulsão (O/A). No entanto, a eficiência do processo de floculação-flotação está estritamente ligada a distribuição, tamanho e velocidade das bolhas de ar. Além disso, a fenomenologia envolvida durante a floculação pneumática, a qual ocorre com a injeção de bolhas de ar na emulsão de óleo-água (O/A), ainda está em desenvolvimento devido à complexidade do escoamento trifásico ar-óleo-água e ao desafio da realização de medições do diâmetro e velocidade de bolhas. Nesse contexto, um método de medição do diâmetro (d) e velocidade de bolhas (v) é apresentado nesse trabalho. O diâmetro das bolhsa foi estimado por meio do processamento e análise de imagens (PAI) obtidas por uma câmera de alta velocidade modelo Phanton v2012. Já a velocidade das bolhas foi estimada por meio da aplicação da técnica de velocimetria por filtros espaciais (SFV). Os resultados obtidos por meio dessas técnicas foram comparados com modelos analítico para previsão da velocidade de ascensão de bolhas em meio infinito. De forma geral, a metodologia de análise de imagens se mostrou eficaz na caracterização do escoamento de bolhas, ainda que em condições em que elas se encontrem sobrepostas, resultado importante a ser aplicado em escoamentos trifásicos água, óleo e ar.
Keywords
escoamento bifásico, medição de diâmetro de bolhas, velocidade de ascensão de bolhas, meio estagnado
