کاهنده های نیروی درگ پلیمری در جریان های مایع به مایع یا گاز به مایع در لوله ها
چکیده
بررسی پیشینه‌ی پژوهش انجام گرفته در مورد کاهندگی نیروی درگ توسط عوامل کاهندگی نیروی درگ (DRA) در جریان دوفازی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی‌های جریان دوفاز با افزودنی‌های کاهندگی نیروی درگ توصیف شده و روش‌هایی برای کاهندگی نیروی درگ حاوی افزودنی‌ها در جریان‌های چند مرحله‌ای معرفی شده است. مکانیسم‌های پیشنهادی برای کاهندگی پدیده‌ی نیروی درگ و فرآیند آن در جریان دوفازی مورد بحث قرار گرفته است. برخی از کاربردهای صنعتی استفاده از افزودنی‌های کاهندگی نیروی درگ در جریان دوفاز توضیح داده شده است. در نهایت، توصیه‌ها، رویکردهای پیشنهادی جدید برای نیازهای تحقیقاتی آینده و زمینه‌های بالقوه‌ای که نیاز به تحقیق بیشتری دارند، معرفی می‌شوند.
1- مقدمه
یکی از پیشرفت‌های شگفت‌انگیز در مسائل آشفتگی تک‌فاز این است که معرفی مقدار کمی از پلیمرهای زنجیره‌ای به یک جریان مایع می‌تواند، باعث کاهش زیادی در مقاومت اصطکاکی دیواره شود (تامز، 1948). مطالعات متعددی با استفاده از سرعت‌سنجی دوپپلر لیزر نشان داده‌اند (هاردر و تیدرمن، 1991؛ وی و ویلمارس، 1992؛ وارهولیک و همکاران، 1999) که چگونه خواص آشفتگی متفاوت از حلال است.
وارهولیک و هانراتتی از یک پلیمر پلی‌آکریل‌آمید و پلی‌آکریلات سدیم (Percol 727) در آب استفاده کردند. آنها متوجه کاهش قابل ملاحظه‌ی نیروی درگ تا غلظت 25/0 پی‌پی‌ام شدند. اثر اصلی پلیمر برای کاهش تنش‌های برشی رینولدز و نوسانات سرعت در جهت طبیعی دیوار اعمال می‌شود. حداکثر کاهش نیروی درگ، که در آن تنش رینولدز تقریبا صفر است، برای غلظت‌های پلیمری 13 پی‌پی‌ام و 50 پی‌پی‌ام مشاهده شده است.
جریان مخلوط نفت- آب- گاز در خطوط لوله، یک اتفاق معمول در تولید نفت است. تکنیک‌های پیشرفته‌ی بازیابی نفت (EOR)، شامل تزریق گاز به لوله‌های چاه برای کاهش تلفات استاتیک فشار است. این تکنیک‌ها اغلب عملی نیستند و جدا کردن جریان خروجی مخلوط نفت- آب- گاز در سایت چاه، که مخلوط چند فاز از طریق یک خط لوله به یک ایستگاه پردازش یا جداسازی پمپ می‌شوند، بسیار سخت و هزینه‌بر هستند. طول خطوط لوله که باید از طریق آن مخلوط چند فاز حمل شود، معمولا چند کیلومتر است و افت فشار در این خطوط لوله می‌تواند بسیار مهم و با هزینه‌ی بالا باشد.
Abstract
A literature survey of the published work on drag reduction by Drag Reducing Agent (DRA) in two-phase flow is reviewed. Characteristics of the two-phase flow with drag reducing additives are described and the research approaches and methodology concerning drag reduction with additives in multiphase flow is introduced. Suggested mechanisms for drag reduction phenomena and procedure in two-phase flow are discussed. Some of the industrial application of the use of drag reducing additives in two-phase flow is explained. Finally, Recommendations, new suggested approaches for future research needs and potential areas that need further research is highlighted.
1. Introduction
One of the most fascinating advances in single-phase turbulence is the finding that the introduction of small amounts of long-chain polymers into a liquid flow can cause large decreases in the frictional resistance at the wall (Toms, 1948). Several studies with laser doppler velocimetry (Harder and Tiederman, 1991; Wei and Willmarth, 1992; Warholic et al., 1999) have revealed how the turbulence properties differ from those of the solvent.
Warholic and Hanratty used a solution of a co-polymer of polyacrylamide and sodium-acrylate (Percol 727) in water. They realized significant drag-reduction with a concentration as low as 0.25 ppm. The principal effect of the polymer is to reduce Reynolds shear stresses and velocity fluctuations in a direction normal to the wall. Maximum drag-reductions, for which the Reynolds stresses are approximately zero, were observed for polymer concentrations of 13 ppm and 50 ppm.
Oil–water–gas mixtures flow in pipelines is a common occurrence in the petroleum production. Enhanced oil recovery (EOR) techniques may involve injecting gas into the well tubing to reduce static pressure losses. It is often not practical and very expensive to separate the outlet flow of oil–water–gas mixture at the well site so the multiphase mixture is pumped through a pipeline to a separation or processing station. The traveling distances of which the multiphase mixture must be transported are often many kilometers and the pressure drop in these pipelines can be very significant and high cost effective item.
چکیده
1- مقدمه
2- افزودنی‌های کاهنده‌ی نیروی درگ در جریان دوفازی
3- روش‌های افزودن کاهنده‌های نیروی درگ در مطالعات جریان چند مرحله‌ای
4- مکانیزم پیشنهادی و روش کاهنده‌ی نیروی درگ به وسیله‌ی DRP در جریان دوفازی
5- کاربرد DRPدر جریان چند‌فازی
6- توصیه‌هایی برای نیازهای پژوهشی آینده
7- جمع‌بندی
1. Introduction
2. Drag reduction additives in two-phase flow
3. Approaches in drag reducing additives in multiphase flow studies
4. Suggested mechanisms and procedure of drag reduction by DRP in two phase flow
5. DRP applications in multiphase flow
6. Recommendations for future research needs
7. Summary
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه