Plataforma de aquisição e gerenciamento de dados utilizando uma rede de sensores resistivos para estudos de escoamentos bifásicos

Autor: Torelli, Gabriel de Andrade
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UTFPRUniversidade Tecnológica Federal do ParanáUTFPR.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Escoamentos bifásicos do tipo gás-líquido são encontrados em diversas aplicações. Na indústria petrolífera esses escoamentos são comumente encontrados em tubulações, como por exemplo, na extração e processamento de óleo e gás. No passado, diversos estudos foram realizados para investigar escoamentos bifásicos sobre condições controladas em pequenas e médias plantas de teste, onde os fluidos utilizados são frequentemente água e gás. Esses estudos dão suporte para o desenvolvimento de modelos de escoamento e correlações de engenharia. Nesse trabalho é descrito um sistema de aquisição e gerenciamento de dados experimentais, que possui 4 sensores distribuídos (expansível para até 32) conectados através de um barramento CAN (Controller Area Network). O sistema de gerenciamento foi desenvolvido utilizando tecnologias web, permitindo conexões simultâneas e acesso remoto através do navegador, provendo uma plataforma completa para aquisição, armazenamento, e compartilhamento de dados experimentais. O princípio de funcionamento dos sensores é baseado na medição da variação da condutividade elétrica do meio, permitindo diferenciar as fases líquida e gasosa num escoamento bifásico água-ar. Os sensores resistivos possuem baixo custo de fabricação, são minimamente invasivos, e possuem alta resolução temporal (2 kHz). O protocolo CAN foi escolhido por cobrir grandes distâncias, ter alta velocidade de transferência e baixo custo de implementação. Todos os dados experimentais coletados são armazenados em um banco de dados centralizado, permitindo visualização e acesso de qualquer computador que tenha acesso ao sistema. Resultados iniciais constataram o potencial da plataforma como um sistema flexível e confiável para investigação de escoamentos e gerenciamento de dados experimentais.
Two-phase gas-liquid flows are found in many industrial applications. In the petroleum industry, two phase flow are usually encountered confined to pipes, for instance, in oil and gas extraction and processing. In the past, several studies have been performed to investigate two-phase flows under controlled conditions at small and medium scale test facilities, whereas working fluids are often water and air. Such studies support the development of flow models and engineering correlations. In this work, a data acquisition and management system is introduced, in which 4 distributed sensors (expansible to up 32 sensors) are connected through a CAN bus. The data management system was developed using web technologies, allowing multiple simultaneous connections, providing a complete platform to acquire, store, visualize and share experimental data. The sensors’ operating principle is based on measurement of electrical conductivity of flowing media in order to distinguish liquid and gaseous phase in a two-phase air-water flow. The resistive sensors are low cost, minimally invasive, and have high temporal resolution (2 kHz). CAN bus protocol was chosen due to its robustness and possibility to cover long distances at high data transfer. All collected data are stored in a centralized database, allowing online visualization, and access to experimental data from external network. Initial results have shown the potential of the proposed platform as a flexible and reliable system for two-phase flow investigation and the associated data management.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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