Dissertação

{pt_PT=Modelação de transitórios lentos em redes de gás} {} EVALUATED

{pt=Quando se é responsável pela gestão de um projecto que envolva valores elevados, é necessário simular computacionalmente a estrutura do mesmo. Numa cadeia de transporte de gás natural a alta pressão, é aconselhável assumirem-se determinados valores que garantam a eficiência da análise. Considerou-se, portanto, um escoamento transiente lento para determinar as condições de trabalho e as flutuações temporais da carga. Nesta dissertação implementou-se um modelo numérico com elementos finitos para se analisar o transporte de gás natural em condutas, considerando um fluxo em regime permanente. O modelo utilizado baseia-se numa simplificação dos balanços de massa, quantidade de movimento e energia, para simular escoamentos compressíveis com transitórios lentos. Adaptou-se um código escrito em python, onde se procedeu a determinados aprimoramentos, com o objectivo de reduzir o tempo de simulação. Simularam-se três casos: o primeiro foi o estado actual da rede, seguindo-se a hipótese de entrada de um novo lote, que estabelece uma ligação entre Celorico da Beira e Vale de Frades, e consequentemente com a rede espanhola, e por fim considerou-se o caso hipotético anterior assumindo a válvula de Campo Maior fechada. Retiraram-se várias conclusões: a rede está devidamente dimensionada; os valores de pressão encontram-se em conformidade com os requisitos e nunca são ultrapassados os valores máximos da capacidade total de injecção de gás. A rede tem condições para que lhe seja implementado um novo lote. O fecho da válvula em Campo Maior implicará alterações na rede. Foram, portanto, testadas duas alternativas, onde se constatou a viabilidade da segunda., en=When the management of a project involves high risks, it is necessary to simulate its structure. In a natural gas supply chain at high pressure, it is recommended to assume particular values that ensure the analysis efficiency. Therefore, it was employed a slow transient flow to determine the working conditions and its temporal fluctuations due to numerous impositions. A finite element method with transient flow was implemented to analyse the natural gas transport inside the pipelines The numerical model used is based on a simplification of the balances of mass, momentum and energy for the simulation of slow transients of a compressible fluid. A python code has been adapted and further improved, particularly a reduction of its simulation time. Three cases were simulated. Firstly, the actual network state was simulated, followed by the hypothetical introduction of a new lot that connects Celorico da Beira and Vale de Frades, and, as a consequence, the Spanish network. The third simulation also included the lot between Celorico da Beira and Vale de Frades however, Campo Maior's valve was assumed to be closed. The first simulation conclusions are threefold: the pipeline network is properly dimensioned; the pressure values are in conformity with the requirements; and, the maximum total injection capacity of gas is never exceeded. The network is prepared to receive a new lot. In the last simulation, it was concluded that closing Campo Maior's valve would implicate changes in the network. Consequently, two alternatives were evaluated, upon which one could fulfill its requirements.}
{pt=Simulação, redes de gás natural, escoamento compressível, transitórios lentos., en=Simulation, natural gas networks, compressible flow, slow transients.}

Novembro 13, 2018, 18:30

Orientação

ORIENTADOR

Luís Manuel De Carvalho Gato

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

João Carlos de Campos Henriques

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar Convidado