SENSOR NÃO INTRUSIVO PARA MEDIDAS DE FRAÇÃO VOLUMÉTRICA IN SITU ÓLEO E ÁGUA-AR. Marcelo Castro

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1 SENSOR NÃO INTRUSIVO PARA MEDIDAS DE FRAÇÃO VOLUMÉTRICA IN SITU EM ESCOAMENTOS ÁGUA- ÓLEO E ÁGUA-AR Autores: Israel Frank Marcelo Castro

2 Introdução Desenvolvimento de sensor capacitivo para medir fração volumétrica in-situ; Dimensionamento e construção dos sensores; Determinação das características do meio dielétrico utilizado; Calibração estática; Calibração dinâmica.

3 Sensores Capacitivos Dimensionamento dos elétrodos; 3

4 Sensores Capacitivos Blindagem utilizada; Sinais medidos e descartados; Dispositivos utilizados nas medidas; Dificuldades encontradas.

5 Calibração Estática Medidas monofásicas; Água Ar Óleo Medidas bifásicas; Óleo-Ar Água-Ar Água-Óleo 5

6 Gráficos de Calibração Estática Tubulação cheia em acrilíco Capa acitância (F x 10-1 ) Gráfico de Capacitância X Frequência com Tubo Cheio Ar Óleo Água -1 ) Capa acitância (F x 10 - Gráfico de Capacitância X Frequência com Tubo Cheio Ar Óleo Água Frequência (Hz x 10 3 ) Frequência (Hz x 10 3 ) Sensor de Anéis Sensor de Hélice 6

7 Gráficos de Calibração Estática Tubulação cheia em vidro Gráfico de Capacitância X Frequência com Tubo Cheio Gráfico de Capacitância X Frequência com Tubo Cheio tância (F x 10-1 ) Capaci Ar Óleo Água tância (F x 10-1 ) Capaci Ar Óleo Água Frequência (Hz x 10 3 ) Frequência (Hz x 10 3 ) Sensor de Anéis Sensor de Hélice 7

8 Gráficos de Calibração Estática Água e Óleo 5 Ajuste Linear da Fração de Água com Sensor de Anéis (Acrilico) 0 Ajuste Linear da Fração de Água com o Sensor de Anéis (Vidro) 35 itância (F x 10-1 ) Capac 3 1 ) Capaci itância (F x ε w (%) ε w (%) 8

9 Gráficos de Calibração Estática Água e Ar 5 Ajuste Linear da Fração de Água com o Sensor de Anéis (Acrilico) 18 Ajuste Linear da Fração de Água com o Sensor de Anéis (Vidro) 16 1 ) Capacit tância (F x Capacitâ ância (F x 10-1 ) ε w (%) ε w (%) 9

10 Gráficos de Calibração Estática Óleo e Ar Capacitâ ância (F x 10-1 ) 1,6 1,5 1, 1,3 1 1, 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0, 0,3 0, 0,1 0,0 Ajuste Linear da Fração de Óleo com o Sensor de Hélices (Acrilico) ε o (%) Capacitân ncia (F x 10-1 ) 1, 1, 1,0 0,8 0,6 0, 0, 0,0 Ajuste Linear da Fração de Óleo com o Sensor de Hélices (Acrilico) ε o (%) 10

11 Montagem Experimental Elevação da estrutura t das linhas de teste t (gangorra); Construção do separador de óleo; Compra do volume de óleo para teste; Calibração das placas de orifício; Teste com modelo em miniatura do separador; Determinação do revestimento a ser utilizado nas placas de separação; Montagem das válvulas solenóides; Cotação de bombas de cavidades progressivas. 11

12 Melhorias Implementadas Sistema de encaixe e vedação da tubulação de vidro; Tubulação de by-pass; Tubulação de PVC na saída das bombas; Sistema de inclinação da gangorra. g 1

13 Inclinação da Estrutura de Teste Pi Principio i i de medida Pressão diferencial de coluna d agua Precisão Escala de medida Calibração do sensor Medidor de nível Inclinômetro Movimentação da estrutura 13

14 Trabalhos a Realizar Concluir a montagem instrumental; Calibração do sensor diferencial de pressão; Montagem das placas de separação; Montagem da linha de vidro; Revestimento das placas de separação; Finalizar calibração estática; Conclusão e teste dos circuitos eletrônicos; Calibração dinâmica. 1

15 Conclusão Conclusão Sistema bem condicionado do ponto de vista matemático; Relacionamento linear entre as fases; Possibilidade de medida em escoamento Possibilidade de medida em escoamento trifásico. V B B A = 1 V V F E D B B A o w ε ε a ε 15