Reologia2013

Reologia

Adriano
Maio 2006

Motivação
Perfuração

Produção

Transporte (escoamento em dutos)

Conteúdo
Fundamentos da análise de escoamentos
Introdução, Regimes de escoamento, Mudança de tipos de fluxo.

Modelos de comportamento reológico
Fluidos Newtonianos e Não-Newtonianos
Fluidos com comportamento dependente do tempo

Viscosimetria
Viscosímetros e Fatores que afetam a viscosidade

Escoamento através de tubos e anulares
Sistema de circulação, Pressões hidrostáticas em colunas de fluidos, Escoamentos em tubos e anulares

Transporte de sólidos
Velocidade de sedimentação ou de queda, Velocidade e razão de transporte, Fatores que influenciam no transporte de sólidos

Reologia
Reologia é a ciência que estuda a deformação e o escoamento de matéria.
Caracteriza o comportamento do fluido sob uma variedade de condições, incluindo os efeitos da temperatura, pressão e taxa de deformação.

Tensão de cisalhamento, taxa de deformação e viscosidade

A

Tensão de cisalhamento (F)
Força / área (unidades SI: N.m–2)

V

Taxa de deformação (v y) velocidade / distância (unidade SI: s–1)

Viscosidade dinâmica ()

 (unidade SI: N.s.m–2 = Pa.s)
Unidade geralmente utilizada na indústria do petróleo: centiPoise (1 cP =
10–3 Pa.s).

Viscosidade cinemática ()
 = 

F

Regimes de Escoamento
Regime laminar
baixas vazões
grandes diâmetros de tubos e anulares
“espessos” (diâmetro equivalente)
fluidos de alta viscosidade
Características
– escoamento em camadas
– Em tubos:
* perfil de velocidade parabólico
* velocidade máxima no centro (r = 0)
* vazão Q:
 R 4  P

Q

 gsen 



8  L


As equações para escoamento no interior de tubos podem ser aplicadas a outras formas de condutos

Raio hidráulico (raio equivalente): rh 

Para tubo

volume aberto p fluxo área molhada

Para anular

r rh 
2

r2 2  r12 rh 
2  r1  r2 

Diâmetro equivalente d e  4rh

Regime turbulento
altas vazões
pequenos diâmetros de tubos e anulares