ESTUDO MULTIVARIÁVEL DO VOLUME RESIDUAL DE ÓLEO EM VÁLVULAS DE TRÊS VIAS POR FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL

Nicolas Da Silva Riva; Murilo Guimarães Morimoto; Filipe Arantes Furtado; Luis Americo Calçada; Cristiano Agenor Oliveira de Araújo

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Trabalho

Título do Trabalho

ESTUDO MULTIVARIÁVEL DO VOLUME RESIDUAL DE ÓLEO EM VÁLVULAS DE TRÊS VIAS POR FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL

Autores

Nicolas Da Silva Riva
Murilo Guimarães Morimoto
Filipe Arantes Furtado
Luis Americo Calçada
Cristiano Agenor Oliveira de Araújo

Modalidade

Resumo

Área temática

Engenharias - Engenharia Química

Data de Publicação

27/03/2026

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

pt-BR

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1326874-estudo-multivariavel-do-volume-residual-de-oleo-em-valvulas-de-tres-vias-por-fluidodinamica-computacional

ISBN

978-65-272-2302-3

Palavras-Chave

Escoamento Multifásico água-óleo, Análise de Variância (ANOVA), Planejamento Fatorial

Resumo

As válvulas de três vias são equipamentos amplamente empregados em sistemas de controle industriais e laboratoriais. Este tipo de válvula tem a capacidade de abrir uma ou duas entradas ao mesmo tempo, permitindo a entrada de um ou dois fluidos de forma alternada ou concomitante. Ao se injetar fluidos imiscíveis entre si, de forma alternada, pode ocorrer a formação de volumes residuais dos fluidos. A formação destes volumes residuais pode acarretar problemas de quantificação em sistemas de análise. Esta pesquisa busca quantificar os volumes residuais de óleo (VRO) nas válvulas de três vias utilizando a Fluidodinâmica Computacional (CFD). Alteraram-se fatores como fluido de injeção, condições de operação, local de injeção e orientação espacial, almejando entender como cada fator irá influenciar o VRO. Além de determinar as condições em que a válvula possua os menores volumes residuais. Foi feito um planejamento experimental fatorial com quatro fatores envolvendo a vazão, o ângulo de operação, o tipo de fluido que está sendo injetado e o local de injeção para as duas principais categorias de posição da válvula, com base na vertical e na horizontal. O software utilizado para conduzir as simulações de CFD foi o ANSYS Fluent, que utiliza o método dos volumes finitos para resolver as equações de transporte em determinado equipamento ou processo. Para o modelo de escoamento multifásico a ser utilizado, o modelo Euleriano foi utilizado, que é rigoroso e trata cada fase como contínua, permitindo a troca de momento e massa, sendo o mais adequado para a análise em questão. Como o objetivo foi avaliar o VRO após extensos períodos de injeção, empregou-se a abordagem em regime permanente. Os resultados obtidos pelas simulações foram submetidos à Análise da Variância (ANOVA) e revelaram que, para o caso da válvula na vertical, o ângulo de operação da válvula e o tipo de fluido de injeção foram as variáveis com maior influência sobre o VRO nas simulações. A vazão e o local de injeção não foram estatisticamente significativos quando isolados, mas suas interações com o tipo de fluido e o ângulo da válvula tiveram influência significativa sobre o resultado. Para o caso da válvula na horizontal, as variáveis que influenciaram o VOR foram também o ângulo de injeção de fluidos e o tipo de fluido. Contudo, a única variável de interação que foi significante foi o próprio ângulo de injeção e o tipo de fluido. Além disso, ao se analisar os VRO obtidos, foi possível determinar que a válvula na posição horizontal, para o ângulo de noventa graus, apresentou os menores valores. Ao longo deste estudo, utilizando a ANOVA, foi possível entender melhor os fatores que influenciam o volume residual de fluidos, como ângulo de operação e tipo de fluido. Percebeu-se que fatores como a vazão e o local de injeção não afetam os resultados diretamente, mas sim por meio da sua interação com outros fatores para o caso da válvula na vertical. Ao ter se avaliado o VRO em cada configuração, foi possível indicar que a válvula com base na vertical e inclinação de noventa graus apresentou os menores VRO, independentemente do tipo de fluido ou da vazão aplicada.

Título do Evento: XII Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2025) & VI Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2025)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

RIVA, Nicolas Da Silva et al.. ESTUDO MULTIVARIÁVEL DO VOLUME RESIDUAL DE ÓLEO EM VÁLVULAS DE TRÊS VIAS POR FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL.. In: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2025. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1326874-ESTUDO-MULTIVARIAVEL-DO-VOLUME-RESIDUAL-DE-OLEO-EM-VALVULAS-DE-TRES-VIAS-POR-FLUIDODINAMICA-COMPUTACIONAL. Acesso em: 30/05/2026