Prova de Fentran -P2

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Diretrizes da avaliação. 
 
1º O documento deve ser escrito por próprio punho e em papel com letra legível. Não será aceito material 
digitado em qualquer editor/software. Reserve 1 h do prazo de envio. 
2º O prazo de entrega do documento é 48h. Não será permitido atraso. 
3º Todas as hipóteses, simplificações e descrição do modelo com as equações e etapas devem ser indicadas. 
As informações valem até 0,5 pontos para cada item e subitem. INDIQUE O RESULTADO FINAL de FORMA 
CLARA. 
4º Gráficos podem ser desenvolvidos em qualquer software e colado no documento e enviado associado à 
prova em formato pdf. 
5º Respostas simplificadoras serão descartadas da análise. Tem de demonstrar como fez cada item. 
6º As etapas da avaliação são conectadas: Etapas 1 e 2 
 
 
Etapa 1 – (5,0 pontos) Construa o sistema de escoamento da produção de óleo no ambiente submarino. 
 
A) Faça o ajuste na válvula de controle (choke valve) da Xmas de modo que a pressão a montante ao flowline opere na 
faixa de 40% a 60% da pressão inicial: Valor de k. Caso não seja possível proponha a solução de engenharia, 
demonstre e calcule. Solução e cálculo de demonstração. (2,5 PONTOS) 
B) Desenvolva gráfico do gradiente de perda de carga com as alternativas possíveis. Plote os eixos de forma mais 
precisa possível com uso software de sua escolha: Gráfico de gradiente. Cole o gráfico no documento. Cole o 
gráfico no documento e analise as alternativas que representa o seu projeto solução. (2,5 PONTOS) 
 
 
 
Dados: coeficiente de condutividade térmica do aço: 14,0 W/m K. Ar atmosférico: 0,026 W / m K. arenito: 9,0 W/m K 
Desenho do Sistema de Produção 
 
 
 
 
 Universidade Federal Fluminense 
 
Curso 
Engenharia de Produção 
Disciplina: Fenômenos de 
Transporte 
 
Data 
25/01/2022 
Professor (a): Luiz Chaves 
 
Semestre 
2°/2020- P2 
 
 
 
Christimas Tree - Xmas Vertical 
Informações da viscosidade 
 
 
Perda de carga localizada 
 
 
 
 
Caso seja necessário sugiro desenvolver uma interpolação não linear para aumentar a precisão no controle de 
abertura da válvula. 
Etapa 2 – (5,0 pontos) 
 
O escoamento do fluido no flowline ocorre em LDA de 150 m, no mar do Norte, onde o isolante térmico de polímero 
não tem eficiência e a solução é injeção de vapor. O vapor é adicionado à camisa externa (jacket, diâmetro 50% maior 
que flowline) @ 120º C e 10 atm e opera a vazão 0.05 kg/s. A capacidade calorífica do vapor nessa condição é 
4,24434 J/kgoC com condutividade térmica de 24,8 W/mK e massa específica de 1100 kg/m3. A condutividade da água 
no mar nesse ambiente é 0,6 W / mK com velocidade de corrente oceânica de 4,5 m/s. Os fluidos de escoamento 
podem ter a capacidade calorífica na faixa de 1,6750 a 2,5344 kJ/kg K. 
 
a) Desenvolva o balanço de energia na forma diferencial para seção transversal do tubo (flowline). 
Construa seu desenho esquemático e nomeie as variáveis necessárias. (1,0 PONTO) 
 
b) Use o modelo construído para calcular a temperatura de entrega na extremidade do duto tipo jacket. 
COM JACKET e SEM JACKET. (2,0 PONTOS) 
 
c) Desenvolva o gráfico do gradiente térmico alternativas possíveis: Sem jacket e com jacket. Plote os eixos de 
forma mais precisa possível do reservatório entrega: Gráfico de gradiente. Cole o gráfico no documento 
com as duas alternativas. Analise o resultado de engenharia. (2,0 PONTOS) 
 
 
Dados da Água do Mar em função da temperatura 
Temperature Density Specific Heat 
Absolute (Dynamic) 
Viscosity 
T - ρ - - cp - - µ - 
(°C) (kg/m3) (kJ/(kg K)) (Ns/m2) 
0 1028 4.0000 0.00189 
1 1028 4.0000 0.00183 
2 1028 4.0000 0.00177 
3 1028 4.0000 0.00172 
4 1028 4.0010 0.00167 
5 1028 4.0010 0.00161 
6 1028 4.0010 0.00157 
7 1027 4.0021 0.00153 
8 1027 4.0021 0.00149 
9 1027 4.0021 0.00145 
 
Dados da avaliação individual 
 
Pressão 
Reservatório 
Diâmetro 
Tubing 
Diâmetro 
Casing 
Oil 
Viscosidade 
 oil 
Vazão 
Inicial 
Condutivida 
Térmica - oil 
Diâmetro 
Flowline 
 
psi in in 
oAP
I 
cp 
bbl/ 
day 
W/m C in 
1 Ana Beatriz De Faria Carlos 2700 5 x 2 34 calcular 1200 0,011617 10 
2 Ana Carolina Ramos Moreira 1857 6 x 2 15 calcular 857 0,106175 7,2 
3 
Anne Beatriz Ferreira Da 
Costa 
2200 4 x 3 19 calcular 1200 
0,016135 
6 
4 Arthur Dos Anjos Pinho 2500 8 x 2 33 calcular 500 0,823564 16 
5 
Arthur Willie De Oliveira 
Domingos 
2890 5,0 x 2,5 22 calcular 890 
0,014034 
10,5 
6 Caio Mattos Da Cunha 3200 6 x 3 24 calcular 1000 0,177354 13,8 
7 Caio Tavares Wermelinger 1100 10 x 4 37 calcular 600 0,443049 15 
8 
Davi Ferreira De Souza 
Pereira 
1500 4 x 3 40 calcular 1200 
0,151379 
8 
9 Ernesto Luiz Braganca Peralta 1200 7 x 2 
41,
5 
calcular 1200 
0,187056 
14 
10 Ester Dames Barreto 1200 5 x 2,5 36 calcular 1200 0,554844 10 
11 Felipe Montel De Oliveira 1857 12 x 1.5 25 calcular 857 0,909081 18 
12 
Filipe Rosal Seixas Da Silva 
Cunha 
1600 4 X1,5 
19,
5 
calcular 1200 
0,368643 
8 
13 Giuliana Moreti Batista 1560 7 x 1,5 
24,
5 
calcular 500 
0,173685 
14 
14 Igor Da Luz Guimaraes 2890 11 x 2 32 calcular 890 0,561997 22 
15 Isabela Rezende Antunes 3000 6 x 2,5 36 calcular 1000 0,664914 12 
16 Isabella Abreu Fernandes 3600 5 x 4 35 calcular 600 0,204177 7,5 
17 
Iuri Soares Gomes De 
Almeida 
4010 7,5 x 3 15 calcular 1010 
0,948197 
15 
18 
José Victor dos Santos 
Figueiredo 
3200 4,0 x 2 19 calcular 1200 
0,308449 
5,6 
19 Leticia Gonçalves 4300 5 x 2,5 26 calcular 1300 0,185229 10 
20 Luana Plouvierr 2857 12,5 x 1.5 35 calcular 857 0,434904 25 
21 
Luiz Felipe Medeiros 
Nogueira 
1000.5 4 x 1.5 25 calcular 1000.5 
0,792387 
8 
22 Luiz Henrique Costa Colbert 4350 6,5 X1,5 19 calcular 500 0,24814 13,65 
23 Luiz Vale 990 5,0 x 1,5 22 calcular 890 0,597885 10 
24 Luiza Silva Rezende 1000 6 x 2 23 calcular 1000 0,410305 13,2 
25 Maria Gabriela Veloso Tostes 1880 6,0 x 2,5 27 calcular 600 0,851793 12 
26 Mariana Calazans Pacheco 1200 4 x 3 45 calcular 1200 0,197576 8 
27 
Marianna Fredenhagem A. 
Carreiro 
1200 4 x 4 35 calcular 1200 
0,840539 
6 
28 Mateus Raggi Magalhaes 777 7 x 3 22 calcular 777 0,088751 10,5 
29 Milena Batista Alves 666 6 x 2 17 calcular 666 0,690702 12 
30 Patrick Da Silva Pires 999 3 x 2,5 19 calcular 999 0,307997 6 
31 
Pedro Henrique De Miranda 
Pereira 
1400 9 X 1.1 27 calcular 1400 
0,689057 
20 
32 
Rhayssa Cavalcanti De Souza 
Mendes 
3010 1,5 x 4 33 calcular 1010 
0,568257 
5,5 
33 Robson Fernandes Vianna 3310 2 x 3 25 calcular 1310 0,713116 4 
34 
Ronaldo De Queiros Almeida 
Cunha 
3210 53 x 2 21 calcular 1210 
0,010454 
7,95 
35 Thais Knupp Pereira 1399 6 x 2,5 16 calcular 899 0,30916 12 
36 Thomas Gomes Sant Anna 1900 4 X 3.5 18 calcular 1000 0,996824 6 
37 Yohana De Souza 1800 8 X 2 44 calcular 1200 0,250849 12,16