Avaliação da recuperação de pressão em bocais convergente-divergente com Fluidodinâmica Computacional

Separadores supersônicos são equipamentos de separação gasosa promissores na indústria de óleo e gás, em especial brasileira, que, ao mesmo tempo em que precisa tratar grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) produzido, precisa reduzir a emissão desse gás na atmosfera. O princípio de separação gasosa nesses equipamentos, baseado em atingir-se a temperatura de condensação de um dos componentes da mistura, é o mesmo encontrado em bocais convergente-divergente, e já amplamente estudado na literatura. Sabe-se então que a temperatura e pressão são reduzidas de forma intensa, enquanto o escoamento é acelerado, porém, na região divergente, no escoamento supersônico, ocorre uma onda de choque que recupera pressão e temperatura e retorna o regime de escoamento ao subsônico. A recuperação de pressão no equipamento é um parâmetro operacional relevante que influencia as menores temperaturas atingidas, bem como a posição do choque, objeto de estudo do presente trabalho, que através da fluidodinâmica computacional, revela que maiores temperaturas e pressões mínimas são obtidas imediatamente antes do choque, quanto maior a recuperação de pressão, bem como a posição do choque é antecipada. Esses efeitos desfavorecem a separação gasosa, porém reduzem a perda de carga total do equipamento.