Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Реферат на тему
ПРОМЫШЛЕННЫЙ СИНТЕЗ И ОЦЕНКА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АГЕНТОВ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НЕФТЕПРОВОДАХ.
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОТОКОВ ПЛОТНОГО ГАЗА И ЖИДКОСТЕЙ В УЗКИХ ЩЕЛЕВИДНЫХ ПОРАХ.
Выполнил:
Проверил:
Минск 2005г.
ПРОМЫШЛЕННЫЙ СИНТЕЗ И ОЦЕНКА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АГЕНТОВ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НЕФТЕПРОВОДАХ
Исследуется влияние противотурбулентных присадок на снижение гидродинамического сопротивления в магистральных трубопроводах. Проводится анализ зависимости величины эффекта Томса от физико-химических свойств полимера, полученного на промышленной установке. Предложена методика оценки эффективности потенциальных агентов снижения гидродинамического сопротивления.
Для увеличения пропускной способности нефтепроводов и снижения энергозатрат на перемещение единицы объема жидкости, как правило, используют традиционные пути уменьшения вязкости: подогрев, разбавление маловязким растворителем и введение депрессорных присадок. Перечисленные выше методы эффективны для ламинарного режима течения, при котором объемный расход жидкости обратно пропорционален ее вязкости. Но в подавляющем большинстве случаев при перекачке нефти и нефтепродуктов по трубопроводам реализуется турбулентный режим течения, объемный расход жидкости при котором слабо зависит от вязкости. Так, например, двукратное уменьшение вязкости при ламинарном режиме течения приводит к увеличению среднерасходной скорости также в два раза, а при турбулентном режиме такое же уменьшение вязкости сопровождается ростом скорости всего на 10%.
Поэтому в последнее время все чаще применяются энергосберегающие технологии трубопроводного транспорта с использованием противотурбулентных присадок, которые, практически не изменяя вязкости, частично ламинаризуют поток и тем самым снижают диссипативные потери энергии.
В литературных обзорах [1, 2], посвященных эффекту Томса, описаны гидродинамические свойства десятков эффективных в лабораторных условиях противотурбулентных добавок, но не все они при введении в промышленные трубопроводы оказались способными снижать сопротивление. Это расхождение объясняется тем, что в большинстве случаев, изучая поведение полимерных растворов, исследователи стремились смоделировать на лабораторных стендах течения с числами Рейнольдса, идентичными существующим в реальных трубопроводах, упуская при этом из виду величину напряжения сдвига на стенке трубы tw. Между этими важнейшими гидродинамическими параметрами турбулентного течения, а также диаметром трубы D, плотностью р и кинематической вязкостью v жидкости существует функциональная связь
= 6.32(tw/p)°-57(D/v)114
(1)
Из уравнения (1) следует, что для осуществления течения жидкости с фиксированными вязкостью и плотностью при некоторой заданной величине Re = const в трубках малого диаметра лабораторных установок необходимо приложить значительно большие напряжения сдвига (на несколько порядков), чем в магистральных трубопроводах, для достижения того же значения числа Рейнольдса. Так, например [3], в магистральном трубопроводе Александровское-Анжеро-Судженск с диаметром 1.2 м перекачивается нефть с кинематической вязкостью 5-КГ** м/с и плотностью 850 кг/м при напряжении сдвига 3 Па, что соответствует турбулентному режиму с числом Re = 3.5'105. Чтобы в турбулентном реометре с диаметром трубки 2-10~3 м создать течение нефти с таким же числом Рейнольдса, необходимо приложить tw = 1-10 Па, т. е. на шесть порядков более высокое. Но, во-первых, такие напряжения сдвига практически трудноосуществимы в лабораторных условиях, поскольку для этого в трубке лабораторного реометра длиной 1 м нужно создать перепад давления Др = 2-Ю3 кг/см2. Во-вторых, экспериментально установлено, что при достижении достаточно больших напряжений сдвига способность снижать сопротивление начинают проявлять даже олигоме-ры.
Поэтому, считая наличие турбулентности (Re > 2300) необходимым условием проявления эффекта Томса, мы тем не менее количественному значению числа Рейнольдса отводим второстепенную роль, принимая за доминанту величину напряжения сдвига на стенке трубы, которая в лабораторных экспериментах должна быть не больше реально существующих в магистральных нефтепроводах. Теоретическим обоснованием такого подхода послужило уравнение, связывающее величину приращения объемного расхода с гидродинамическими параметрами течения и физико-химическими характеристиками растворов [4].
ПРОМЫШЛЕННЫЙ СИНТЕЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ
|
|
|
|
lgMM |
|
263 273 |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
