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Título: Blendas de isolante térmico para aplicação em tubulações de vapor na indústria do petróleo
Autor(es): Neves, Elierton Evangelista das
Palavras-chave: Isolante térmico;Cascalho de perfuração;Reaproveitamento
Data do documento: 29-Jul-2016
Citação: NEVES, Elierton Evangelista das. Blendas de isolante térmico para aplicação em tubulações de vapor na indústria do petróleo. 2016. 103f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: The purpose of this work is to describe the procedures for the development of an alternative material used for thermal insulation in high temperatures of steam injection pipes through the reuse of waste commercial insulation materials such as calcium silicate and rock wool associates of blends forms with waste of on-shore oil well drilling. This work was divided into three main parts, the first relates to the collection and preparation of samples of materials as found in the field, i.e., materials that have been subjected to high temperatures process, the second was design of experiment and planning with the aid commercial software for DOE Design-Expert® V10 and execution of the determination of thermal conductivity tests for compositions designed using the thermal conductivity meter equipment KD2-Pro of the company Decagon Devices, Inc., the results of these tests were fed back into the Design- Expert® V10 to generate a mathematical model with graphical output of contour lines representing the ternary blends and finally was executed a computational simulation on a steady state basis with the use of commercial software Ansys® to theoretically prove the applicability of the new material as insulation for energy conservation and personal protection. The results of the computational simulation showed that a maximum average temperature of 57,3ºC and 59,3ºC to the experimental results in the external surface of mechanical protection of thermal insulation designed with a total thickness of 38.1 mm applied in a carbon steel pipe with nominal diameter of 3 inches and schedule 80 when subjected to the temperature of 313ºC.
metadata.dc.description.resumo: O propósito deste trabalho é descrever os procedimentos de desenvolvimento de um material alternativo para isolamento térmico a alta temperatura de tubulações de distribuição e injeção de vapor mediante o reaproveitamento do refugo de materiais isolantes comerciais tais como o silicato de cálcio e a lã de rocha associados em forma de blendas com o rejeito de perfuração de poços de petróleo terrestre. Este trabalho dividiu-se em três principais partes, a primeira refere-se à coleta e preparação das amostras de materiais como encontrado em campo, ou seja, materiais que já foram submetidos às altas temperaturas de processo, a segunda foi o planejamento com o auxílio do software comercial para planejamento de experimentos Design-Expert® V10 e execução dos ensaios de determinação da condutividade térmica para as composições planejadas com o uso do equipamento medidor de condutividade térmica KD2-Pro da empresa Decagon Devices, Inc., os resultados destes ensaios foram realimentados no Design-Expert® V10 para geração de um modelo matemático com saída gráfica das curvas de nível que representam as blendas ternárias e por fim executou-se uma simulação numérica em regime permanente com o uso do software comercial Ansys® para comprovar teoricamente a aplicabilidade do novo material como isolante térmico para conservação de energia e proteção pessoal. Os resultados obtidos na simulação numérica apontaram que foi atingida uma temperatura média máxima de 57,3ºC e 59,3ºC nos ensaios experimentais na superfície de uma proteção mecânica em alumínio do isolamento térmico projetado com uma espessura 38,1 mm e aplicado a uma tubulação de aço carbono diâmetro nominal três polegadas sch. 80 quando submetida a uma temperatura de 313ºC.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22215
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