Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/23287
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: Avaliação do comportamento dinâmico do peneiramento vibratório utilizando modelos identificados
Título (s) alternativo (s): Experimental characterization of dynamic behavior of lab scale vibrating sieve using identified models
Autor: Freitas, Mateus Sousa
Primer orientador: Murata, Valéria Viana
Primer coorientador: Gedraite, Rubens
Primer miembro de la banca: Oliveira-Lopes, Luís Cláudio
Segundo miembro de la banca: Martins, André Leibsohn
Resumen: A presença de sólidos no fluido de perfuração altera suas características, influenciando o tempo de perfuração, a vida útil da broca e o funcionamento dos equipamentos mecânicos envolvidos na operação. Para o reaproveitamento desse fluido e atendimento às restrições ambientais, é necessária a separação entre fluido e sólidos. A primeira etapa dessa separação utiliza peneiras vibratórias em série, que favorecem a separação e o desague da lama. O objetivo desse trabalho foi caracterizar experimentalmente o comportamento dinâmico da peneira e relacionar a umidade dos sólidos retidos com a força-g, a concentração de sólidos alimentados e a vazão de alimentação. Utilizando-se de uma lama formada por uma suspensão de areia, água e goma xantana (com densidade e reologia semelhantes ao fluido real), modelos que representam os estados estacionário e transiente da separação entre a areia e o fluido foram identificados. Os experimentos foram executados segundo um planejamento fatorial 2k e foram realizados em uma unidade experimental em escala piloto com uma tela de 175 mesh. O modelo dinâmico foi obtido pela análise da resposta da peneira a perturbações individuais nas variáveis independentes avaliadas (força-g, concentração de sólidos e vazão de alimentação). Esses dados foram representados por funções de transferência de primeira ordem com tempo morto. Os resultados de umidade obtidos após a estabilização da resposta foram utilizados para a representação do teor em estado estacionário. O ponto de operação da peneira que proporcionou a obtenção de sólidos menos úmidos foi força-g (3,0), concentração da lama (5,0 %) e vazão da lama (13 kg/min). Uma diminuição na concentração de sólidos é capaz de dobrar o valor da umidade; em contrapartida, a vazão apresentou pouca influência no teor de umidade dos sólidos retidos. O sistema exibiu transições mais lentas após perturbações na força-g, entretanto o aumento da concentração de sólidos diminuiu significativamente o tempo dessa transição.
Abstract: The presence of solids in the drilling fluid changes its characteristics influencing the drilling time, the life of the drill and the operation of mechanical equipment involved. For the reutilization of this fluid and compliance with environmental constraints, the separation between fluid and solid is required. The first step of this separation uses shale shakers in series, favoring separation and desague mud. The purpose of this study was to experimentally characterize the dynamic behavior of the sieve and relate the moisture of the retained solid with the g-force, concentration of solids fed and feed flow. Using a fluid formed by a sand slurry, water and xanthan gum (density and reology similar to real fluids), models that describe the steady and transient state were identified. The experiments followed a factorial design 2k and were conducted in a unit on a pilot scale with a 175 mesh sieve. The dynamic model was obtained by the analysis of the sieve answer about individual disturbances in independent variables (g-force, concentration of solids fed and feed flow). These data were represented by first order transfer functions plus dead time in which parameters were adjusted by Excel® software. The moisture data obtained after the stabilization of the response were used for the representation of the moisture content in the steady state. The best operating point of the sieve (lowest moisture) was 3.0 g-force; 5.0% concentration and 13 kg/min flow rate. A decrease in the concentration of solids is able to double the amount of moisture. On the other hand, feed flow had little influence on the response of the equipment. The system showed less agile transitions after disturbances in g-force, though the increase in solids concentration significantly decreased the time of the transition.
Palabras clave: Planejamento fatorial
Identificação de sistemas
Peneiramento via úmida
Fluido de perfuração
Factorial design
System identification
Wet screening
Drilling fluid
Engenharia química
Poços de petróleo - Fluidos de perfuração
Fluidos
Identificação de sistemas
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Cita: FREITAS, Mateus Sousa. Avaliação do comportamento dinâmico do peneiramento vibratório utilizando modelos identificados. 2017. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1240
Identificador del documento: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1240
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/23287
Fecha de defensa: 15-feb-2017
Aparece en las colecciones:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción TamañoFormato 
AvaliaçãoComportamentoDinâmico.pdf2.22 MBAdobe PDFVista previa
Visualizar/Abrir


Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.