Logística do escoamento do café do sul de Minas Gerais

Esta pesquisa analisa os atores-chave da logística e distribuição da produção de café do Sul de Minas Gerais. Nesse propósito são considerados especialmente o papel e a importância econômica e estratégica de alguns agentes que compõem os elos da subcadeia produtiva do café, tais como intermediários (corretores ou comerciantes), cooperativas, armazenagem, transporte rodoviário e marítimo e porto (seco e marítimo). A partir de um questionário específico para cada agente, foram analisados: as cooperativas “MINASUL” e “COOXUPÉ”, o “PORTO SECO” de Varginha, a exportadora “COFFEE”, o Armazéns Gerais “CAFÉ”, a Transportadora “TRANSCAFÉ” e os “PORTOS MARÍTIMOS” de Santos, SP e Rio de Janeiro, RJ. Para a análise logística de transporte foi utilizada a ferramenta computacional infoguia rodoviário multimídia, que distingue a distância percorrida entre regiões e os possíveis custos de transporte e tempo gasto na distribuição do produto, neste caso, o café. Considerando as informações quantitativas e qualitativas, a pesquisa apresenta como resultado: os custos de armazenagem, a formação do preço de transporte do café, os possíveis canais de distribuição do café para os portos marítimos mais próximos, assim como os custos incorridos por cada percurso e os melhores espaçamentos e tipos de armazenagem do café. Por fim, o trabalho discute algumas estratégias logísticas das empresas analisadas e apresenta sugestões a serem seguidas para a melhor eficiência e eficácia na logística do escoamento do café na região do sul de Minas Gerais.

Medida de velocidade de escoamento e estimativa de vazão de fluído: tubo de Pitot

Apresenta a descrição de metodologia para obtenção da velocidade de escoamento e estimativa de vazão de fluído através do método de Pitot. Descreve os equipamentos necessários para medição experimental: tubo de Pitot com possibilidade de deslocamento radial em uma secção transversal da tubulação, tomada de pressão estática, manômetro e registro regulador de vazão. Para fins comparativos mede-se também a vazão pelo método de pesagem com o auxílio de balança e cronômetro. Todas as etapas do procedimento são reproduzidas detalhadamente. O perfil de velocidade em função do raio na seção estudada pode ser calculado através do deslocamento do tubo de Pitot no interior da tubulação. A partir do perfil de velocidade é possível estimar a vazão e comparar o resultado obtido com o método da pesagem.

Caracterização, simulação (à escala) e modelação do escoamento em canais artificiais: aplicação a caso de estudo

Os escoamentos no interior de zonas urbanas, apresentam grande heterogeneidade, pelo que a sua caracterização, requer uma formulação que incorpore explicitamente essa variabilidade espacial. A caracterização, simulação (à escala) e modelação do escoamento em canais artificiais e a aplicação a um caso de estudo, no Laboratório de Hidráulica da UMa, representa o cerne desta dissertação. Os objetivos principais desta dissertação são: a caracterização e desenvolvimento de ferramentas de simulação do comportamento do escoamento em canais artificiais, no caso de uma variação súbita dos caudais afluentes, mecanismos de prevenção de cheia; o desenvolvimento de um modelo de simulação hidrodinâmico, considerando os escoamentos variáveis em superfície livre no caso de situações de cheia, na simulação entre as condições variáveis das afluências, das condições hidromorfológicas do canal e da instalação e operação dos sistemas e regulação dos escoamentos; e ainda a análise da viabilidade da simulação (modelo) na gestão e prevenção de cheias em canais artificiais. Numa primeira instância, procede-se à recolha de toda a informação bibliográfica disponível. Com recurso aos modelos digitais do terreno e ao programa ArcGis, é efetuada toda uma exaustiva caracterização da bacia hidrográfica, relativa ao caso de estudo (canal artificial), a partir da qual foi possível obter os dados inerentes às características geométricas, características de relevo e características de drenagem. Segue-se a análise da precipitação com recurso a folhas de cálculo e dados fornecidos pelas instituições pertinentes, de forma a obter valores de precipitação média diária e anual para aplicação de fórmulas, tanto para calcular valores de tempo de concentração, bem como caudais. O próximo passo é selecionar os troços relevantes do canal em estudo e com recurso ao equipamento disponível no Laboratório de Hidráulica da UMa, à folha de cálculo programada e ao programa HEC-RAS procede-se à simulação/modelação/análise desses troços, comparando o resultado/comportamento simulado, com o expectável e entre os vários métodos. Por fim, são expostas as conclusões, bem como algumas considerações finais e uma listagem de objetivos a manter ou alcançar nos próximos anos, onde se incluem, ações prioritárias e recomendações visando, não só melhorar o processo de caracterização do escoamento em canais artificiais, bem como simplificar a prevenção e gestão de cheias.

Simulador de escoamento multifásico em poços de petróleo (SEMPP)

The multiphase flow occurrence in the oil and gas industry is common throughout fluid path, production, transportation and refining. The multiphase flow is defined as flow simultaneously composed of two or more phases with different properties and immiscible. An important computational tool for the design, planning and optimization production systems is multiphase flow simulation in pipelines and porous media, usually made by multiphase flow commercial simulators. The main purpose of the multiphase flow simulators is predicting pressure and temperature at any point at the production system. This work proposes the development of a multiphase flow simulator able to predict the dynamic pressure and temperature gradient in vertical, directional and horizontal wells. The prediction of pressure and temperature profiles was made by numerical integration using marching algorithm with empirical correlations and mechanistic model to predict pressure gradient. The development of this tool involved set of routines implemented through software programming Embarcadero C++ Builder® 2010 version, which allowed the creation of executable file compatible with Microsoft Windows® operating systems. The simulator validation was conduct by computational experiments and comparison the results with the PIPESIM®. In general, the developed simulator achieved excellent results compared with those obtained by PIPESIM and can be used as a tool to assist production systems development

Sistema inteligente para apoio à decisão na operação de uma malha de escoamento de petróleo

The petroleum production pipeline networks are inherently complex, usually decentralized systems. Strict operational constraints are applied in order to prevent serious problems like environmental disasters or production losses. This paper describes an intelligent system to support decisions in the operation of these networks, proposing a staggering for the pumps of transfer stations that compose them. The intelligent system is formed by blocks which interconnect to process the information and generate the suggestions to the operator. The main block of the system uses fuzzy logic to provide a control based on rules, which incorporate knowledge from experts. Tests performed in the simulation environment provided good results, indicating the applicability of the system in a real oil production environment. The use of the stagger proposed by the system allows a prioritization of the transfer in the network and a flow programming

Simulação do escoamento monofásico em um estágio de uma bomba centrífuga utilizando técnicas de fluidodinâmica computacional

Oil production and exploration techniques have evolved in the last decades in order to increase fluid flows and optimize how the required equipment are used. The base functioning of Electric Submersible Pumping (ESP) lift method is the use of an electric downhole motor to move a centrifugal pump and transport the fluids to the surface. The Electric Submersible Pumping is an option that has been gaining ground among the methods of Artificial Lift due to the ability to handle a large flow of liquid in onshore and offshore environments. The performance of a well equipped with ESP systems is intrinsically related to the centrifugal pump operation. It is the pump that has the function to turn the motor power into Head. In this present work, a computer model to analyze the three-dimensional flow in a centrifugal pump used in Electric Submersible Pumping has been developed. Through the commercial program, ANSYS® CFX®, initially using water as fluid flow, the geometry and simulation parameters have been defined in order to obtain an approximation of what occurs inside the channels of the impeller and diffuser pump in terms of flow. Three different geometry conditions were initially tested to determine which is most suitable to solving the problem. After choosing the most appropriate geometry, three mesh conditions were analyzed and the obtained values were compared to the experimental characteristic curve of Head provided by the manufacturer. The results have approached the experimental curve, the simulation time and the model convergence were satisfactory if it is considered that the studied problem involves numerical analysis. After the tests with water, oil was used in the simulations. The results were compared to a methodology used in the petroleum industry to correct viscosity. In general, for models with water and oil, the results with single-phase fluids were coherent with the experimental curves and, through three-dimensional computer models, they are a preliminary evaluation for the analysis of the two-phase flow inside the channels of centrifugal pump used in ESP systems

Balanço energético comparativo para rotas de escoamento de soja

O presente trabalho objetivou analisar o fluxo energético no escoamento de soja da região Centro-Oeste do Brasil, considerando as rotas atualmente existentes, mais precisamente, do município de Rio Verde -GO até o porto de Santos - SP, visto que este é um grande polo exportador de granéis sólidos. Foram selecionadas duas rotas para a análise, uma contemplando a multimodalidade, ou seja, os modais rodoviário, ferroviário e hidroviário, e outra, uma única modalidade, o modal rodoviário. A conversão dos fatores físicos e operacionais em unidades energéticas foi realizada por meio de coeficientes energéticos levantados junto à literatura. Os resultados obtidos indicaram, pela rota 1 multimodal, um gasto energético específico maior para o modal rodoviário (0,50 MJ km-1 t-1), seguido pelo modal ferroviário (0,42 MJ km-1 t-1) e, em terceiro, o modal hidroviário (0,22 MJ km-1 t-1). Pela rota 2, unimodal rodoviário, o resultado indicou 0,50 MJ km-1 t-1. Nas participações de energia apresentadas, comparando as rotas 1 e 2, a que apresentou maior gasto energético específico total foi a rota 2 (0,50 MJ km-1 t-1), seguida pela rota 1 (0,34 MJ km-1 t-1).

Dimensionamento de sistemas de aterramento em linhas de transmissão para escoamento eficiente de correntes de surtos atmosféricos

This work presents in a simulated environment, to analyze the length of cable needed counterweight connected to ground rod, able to avoid the phenomenon of flashover return, back flashover, the insulator chains of transmission lines consisting of concrete structures when they are subjected to lightning standardized regarding certain resistivity values of some kinds of soil and geometric arrangements of disposal of grounding systems structures

Simulação computacional do escoamento em bombas de cavidades progressivas

The use of Progressing Cavity Pumps (PCPs) in artificial lift applications in low deep wells is becoming more common in the oil industry, mainly, due to its ability to pump heavy oils, produce oil with large concentrations of sand, besides present high efficiency when compared to other artificial lift methods. Although this system has been widely used as an oil lift method, few investigations about its hydrodynamic behavior are presented, either experimental or numeric. Therefore, in order to increase the knowledge about the BCP operational behavior, this work presents a novel computational model for the 3-D transient flow in progressing cavity pumps, which includes the relative motion between rotor and stator, using an element based finite volume method. The model developed is able to accurately predict the volumetric efficiency and viscous looses as well as to provide detailed information of pressure and velocity fields inside the pump. In order to predict PCP performance for low viscosity fluids, advanced turbulence models were used to treat, accurately, the turbulent effects on the flow, which allowed for obtaining results consistent with experimental values encountered in literature. In addition to the 3D computational model, a simplified model was developed, based on mass balance within cavities and on simplification on the momentum equations for fully developed flow along the seal region between cavities. This simplified model, based on previous approaches encountered in literature, has the ability to predict flow rate for a given differential pressure, presenting exactness and low CPU requirements, becoming an engineering tool for quick calculations and providing adequate results, almost real-time time. The results presented in this work consider a rigid stator PCP and the models developed were validated against experimental results from open literature. The results for the 3-D model showed to be sensitive to the mesh size, such that a numerical mesh refinement study is also presented. Regarding to the simplified model, some improvements were introduced in the calculation of the friction factor, allowing the application fo the model for low viscosity fluids, which was unsuccessful in models using similar approaches, presented in previous works

Estudo numérico de escoamento turbulento em padrão anular gás-líquido em dutos verticais

Multiphase flows in ducts can adopt several morphologies depending on the mass fluxes and the fluids properties. Annular flow is one of the most frequently encountered flow patterns in industrial applications. For gas liquid systems, it consists of a liquid film flowing adjacent to the wall and a gas core flowing in the center of the duct. This work presents a numerical study of this flow pattern in gas liquid systems in vertical ducts. For this, a solution algorithm was developed and implemented in FORTRAN 90 to numerically solve the governing transport equations. The mass and momentum conservation equations are solved simultaneously from the wall to the center of the duct, using the Finite Volumes Technique. Momentum conservation in the gas liquid interface is enforced using an equivalent effective viscosity, which also allows for the solution of both velocity fields in a single system of equations. In this way, the velocity distributions across the gas core and the liquid film are obtained iteratively, together with the global pressure gradient and the liquid film thickness. Convergence criteria are based upon satisfaction of mass balance within the liquid film and the gas core. For system closure, two different approaches are presented for the calculation of the radial turbulent viscosity distribution within the liquid film and the gas core. The first one combines a k- Ɛ one-equation model and a low Reynolds k-Ɛ model. The second one uses a low Reynolds k- Ɛ model to compute the eddy viscosity profile from the center of the duct right to the wall. Appropriate interfacial values for k e Ɛ are proposed, based on concepts and ideas previously used, with success, in stratified gas liquid flow. The proposed approaches are compared with an algebraic model found in the literature, specifically devised for annular gas liquid flow, using available experimental results. This also serves as a validation of the solution algorithm