Анализ различных факторов, влияющих на эффективность снижения гидравлического сопротивления при добавлении противотурбулентных присадок

Чэнь Ян, В. И. Муратова, А. М. Нечваль

Аннотация


Введение Известно, что инжекция в турбулентный поток перекачиваемого нефтепродукта малых добавок противотурбулентных присадок (ПТП) на основе α-полиолефина может значительно снизить гидравлическое сопротивление трубопровода. Однако гидравлическая эффективность вводимой присадки зависит от молекулярной массы полимера, его молекулярной структуры, реологических свойств, концентрации присадки, свойств нефтепродуктов, температуры и других условий потока. Цели и задачи Экспериментальное исследование закономерностей влияния указанных факторов и достижения максимальной эффективности снижения гидравлического сопротивления. Методы Проведено лабораторное тестирование растворов пяти противотурбулентных присадок при концентрации 0-60 ppm для двух марок дизельного топлива. Исследования проводились на дисковом турбореометре в диапазоне чисел Рейнольдса 2·104-1,2·107, температуры 15-25 °C и времени 0-2 ч. Выполнен анализ факторов, влияющих на эффективность снижения гидравлического сопротивления при добавлении присадок. Результаты Полученные результаты показывают, что эффективность снижения гидравлического сопротивления возрастает при увеличении концентрации присадок, числа Рейнольдса, длине молекулярной цепи (молекулярной массы) и уменьшении вязкости дизельного топлива. В ходе эксперимента установлено, что с возрастанием температуры до определенного значения гидравлическая эффективность ПТП увеличивается, достигает максимума, а затем постепенно снижается. Продолжительность эксперимента позволила установить закономерность снижения гидравлической эффективности ПТП во времени, вызванной разрушением (деструкцией) макромолекул полимера. Темп снижения гидравлической эффективности ПТП пропорционален концентрации присадки в растворе.

Ключевые слова


противотурбулентные присадки;α-полиолефин;гидравлическое сопротивление;эффективность;дисковый турбореометр;дизельное топливо;деструкция полимера;drag reducing additives;α-polyolefin;turbulent resistance;efficiency;disk rheometer;diesel oil;molecular degradation;

Полный текст:

PDF

Литература


Karami H R, Mowla D. Investigation of the Effects of Various Parameters on Pressure Drop Reduction in Crude Oil Pipelines by Drag Reducing Agents // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 2012. Vol. 177. P. 37-45.

Валиев М.И., Хасбиуллин И.И., Казаков В.В. Особенности применения противотурбулентных присадок на основе полиальфаолефинов при различной температуре нефти // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. № 5 (25). С. 32-37.

Лурье М.В., Голунов Н.Н. Использование результатов стендовых испытаний малых противотурбулентных добавок для гидравлических расчётов промышленных трубопроводв // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. № 4 (24). С. 32-37.

Wei J., Kawaguchi Y., Yu B., e.a. Rheological Characteristics and Turbulent Friction Drag and Heat Transfer Reductions of a Very Dilute Cationic Surfactant Solution // Journal of Heat Transfer. 2006. Vol. 128 (10). P. 977-983.

Andrade R.M., Pereira A.S., Soares E.J. Drag Increase at the Very Start of Drag Reducing Flows in a Rotating Cylindrical Double Gap Device // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 2014. Vol. 212. P. 73-79.

Den Toonder J.M.J., Hulsen M.A., Kuiken G.D.C., e.a. Drag Reduction by Polymer Additives in a Turbulent Pipe Flow: Numerical and Laboratory Experiments // Journal of Fluid Mechanics. 1997. Vol. 337. P. 193-231.

Li F.C., Yu B., Wei J.J., e.a. Turbulent Drag Reduction by Surfactant Additives. John Wiley & Sons, 2012.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2019-2-142-152

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 А. М. Нечваль, В. И. Муратова, Чэнь Ян

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.