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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo da sedimentação em suspensões de fluidos com características reológicas pseudoplásticas
metadata.dc.creator: Moreira, Bruno Arantes
metadata.dc.contributor.advisor1: Damasceno, João Jorge Ribeiro
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Arouca, Fábio de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Silveira Neto, Aristeu da
metadata.dc.contributor.referee2: Hori, Carla Eponina
metadata.dc.contributor.referee3: Coury, Jose Renato
metadata.dc.contributor.referee4: Pereira, Nehemias Curvelo
metadata.dc.contributor.referee5: Vieira, Luiz Gustavo Martins
metadata.dc.description.resumo: A compreensão do comportamento de materiais particulados sedimentando em fluidos que exibem características reológicas pseudoplásticas tem sido objeto de grande interesse em diversas operações industriais, tais como, nos processos exploratórios de petróleo e gás. No entanto, apesar da importância do tema, verifica-se que diversas informações quantitativas sobre o fenômeno ainda não foram satisfatoriamente documentadas empiricamente. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo principal, obter novas informações acerca da interação e da dinâmica de um conjunto de partículas sedimentando em fluidos com comportamento reológico similar aos comumente utilizados em perfuração de poços (fluidos pseudoplásticos). Para isso, a técnica de atenuação de raios-y foi utilizada, permitindo o monitoramento da variação da concentração de sólidos para diferentes posições do recipiente de testes ao longo do tempo. Tal técnica possibilitou a realização de medidas indiretas mesmo em condições de elevadas concentrações de sólidos. Neste trabalho, também foram propostas equações constitutivas para pressão nos sólidos P(Es) e permeabilidade do meio poroso k(Es) para suspensões constituídas por materiais obturantes comumente adicionados nos fluidos de perfuração. As relações constitutivas propostas visam auxiliar na modelagem e simulação dos fenômenos associados a filtração com formação de reboco para as condições de estática. Os resultados obtidos neste trabalho, mostraram que os efeitos de memória quando presentes nos fluidos pseudoplásticos influenciam de forma significativa nas taxas de sedimentação dos materiais sólidos, diferenciando-se consideravelmente do comportamento de suspensões sedimentando em fluidos newtonianos. Para o fluido pseudoplástico, verificou-se que a formação do sedimento ocorreu inicialmente mais rápida, quando comparado com o fluido newtoniano de viscosidade aparente similar. No entanto, a compactação final do sedimento no fluido não-newtoniano demandou um tempo maior. De maneira geral, este estudo forneceu informações relevantes sobre a sedimentação em campo gravitacional com fluidos não newtonianos, abordando, desta forma, um assunto na literatura em que diversas questões ainda precisam ser exploradas e melhor compreendidas.
Abstract: Understanding the behavior of a suspension settling in fluids with shear thinning characteristics has been a subject of great interest in many industrial operations, such as in the exploratory processes of oil and gas. However, despite the importance of the topic, it appears that several quantitative information about the phenomenon have not yet been satisfactorily empirically documented. In this context, this study aimed to obtain new information about the interaction and dynamics of a group of particles settling in fluids with similar rheological behavior to those used in well drillings (shear thinning fluids). For this purpose, the y-ray attenuation technique was used, allowing the solids concentration monitoring for different positions of the recipient along the time. This technique enabled the realization of indirect measurements even in high concentrations of solids. In this work, were also proposed constitutive equations for the pressure on the solids P(Es) and permeability of porous medium k(Es) for suspensions consisting of bridging agents, which are commonly added to drilling fluids. The constitutive relations are intended to assist in the modeling and simulation of the phenomena related to filtration with filter cake formation for the static conditions. The results of this study showed that the memory effects when present in shear thinning fluids, have a significant influence in the rates of particles settling. For the shear thinning fluid, it was also found that the sediment formation was initially faster, when compared with the newtonian fluid which had similar apparent viscosity. However, the final compaction of the sediment in the non-newtonian fluid required a longer period. Overall, this study provided relevant information for the gravitational sedimentation in non-newtonian fluids, covering this way, a subject in the literature that several issue remains to be explored and better understood.
Keywords: Fluidos pseudoplásticos
Sedimentação em suspensões
Técnica de atenuação de raios-y
Shear thinning fluids
Settling in suspensions
y-ray attenuation technique
Dinâmica dos fluidos
Plásticos - Indústria e comércio
Partículas (Física, química, etc.)
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: MOREIRA, Bruno Arantes. Estudo da sedimentação em suspensões de fluidos com características reológicas pseudoplásticas. 2014. 194 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15073
Issue Date: 23-Jul-2014
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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