عملکرد پلی آکریل آمید به عنوان پلیمر کاهنده نیروی درگ در جریان نفت خام
چکیده
در این پژوهش، تأثیر پلی‌آکریل‌آمید (PAM) به‌عنوان یک پلیمر کاهندهی نیروی درگ بر روی جریان نفت خام عراق در خطوط لوله مورد بررسی قرار گرفته است. متغیرهای این مطالعه شامل بررسی اثر غلظت افزودنی، قطر لوله، نرخ جریان محلول و وجود زانویی شعاعی بر درصد کاهندگی نیروی درگ (%Dr) و میزان افزایش جریان (%FI) می‌باشد. در حالتی‌که پلیمر PAM حاوی غلظت50 پی‌پی‌ام باشد و در لوله‌ی یک‌بعدی مستقیم به‌طول 0508/0 متر جریان داشته باشد، حداکثر کاهندگی نیروی درگ برابر با 64/40% به‌دست می‌آید. به‌منظور کاهش تعداد متغیرها از آنالیز ابعادی برای دسته‌بندی مقادیر قابل توجه در یک گروه بدون‌بعد استفاده شده است. نتایج نشان داده است که بین مقادیر درصد کاهندگی نیروی درگ به‌دست آمده و مقادیر پیش‌بینی شده که حاوی مقدار ضریب همبستگی بالاتری است، نزدیکی قابل‌قبولی وجود دارد.
1- مقدمه
اضافه کردن مقادیر کمی از پلیمرهای خاص سبب می‌گردد که تلفات انرژی در جریان‌های آشفته مقدار زیادی کاهش یابد. کاهنده‌های نیروی درگ پلیمری به دلیل دارا بودن ویسکوزیته‌ی بالا در محلول پلیمری، باعث پایداری لایه‌ی مرزی جریان آشفته می‌شود که در این حالت انرژی آشفته‌ی کمتری تولید و در نتیجه تلفات کاهش می‌یابد [1]. جریان‌های محلول کاهندهی نیروی درگ پلیمری مانند مشخصه‌های سیال ویسکوالاستیک رفتار می‌کنند. یکی از ویژگی‌های الاستیکی مهم محلول پلیمری ویسکوالاستیک این است که وقتی حرکت سیال متوقف می‌شود، تنش فورا صفر نمی‌شود، اما در زمان خاصی (زمان آرامش)، می‌تواند به ثانیه و حتی دقیقه برسد. محققین عقیده دارند که کاهنده‌های نیروی درگ اصطکاکی با استفاده از افزودنی‌های پلیمر و سورفاکتانت در یک جریان مرزی دیواره سبب می‌شوند که بین ویسکوالاستیک و جریان آشفته تعامل ایجاد گردد. در یک محلول سورفاکتانت کاتیونی، اگر ساختار شیمیایی یون مخالف یا سورفاکتانت، نسبت مولی، غلظت و درجه حرارت در شرایط مناسب باشد، میکسل‌های میله‌ای می‌توانند، شکل بگیرند. اغلب عنوان می‌شود که تزریق کردن ریزساختار شبکه به محلول جریان ویسکوالاستیک باعث ایجاد Dr می‌گردد [2،3].
Abstract
The influence of polyacrylamide (PAM) as drag reducing polymer on flow of Iraqi crude oil in pipe lines was investigated in the present work. The effect additive concentration, pipe diameter, solution flow rate and the presence of radius elbows on the percentage of drag reduction (%Dr) and the amount of flow increases (%FI) were the variables of study. Maximum drag reduction was 40.64% which was obtained with 50 ppm of PAM polymer flowing in straight pipes of 0.0508 m I.D. The dimensional analysis was used for grouping the significant quantities into dimensionless group to reduce the number of variables. The results showed good agreement between the observed drag reduction percent values and the predicted ones with high value of correlation coefficient.
1. Introduction
A spectacular reduction in energy losses in turbulent flows can be achieved by the addition of small amounts of certain polymers. Polymer drag reduction is due to the large elongational viscosity of the polymer solution; this stabilizes the turbulent boundary layer, leading to less turbulent energy generation and hence less dissipation [1]. Drag-reducing polymer solution flows behave like viscoelastic characteristics. The most notable elastic property of the viscoelastic polymer solution is that stress does not immediately become zero when the fluid motion stops, but rather decays with some characteristic time (the relaxation time), which can reach seconds and even minutes. It is generally believed that the frictional drag reduction caused by polymer and surfactant additives in a wall-bounded flow is the consequence of the interaction between viscoelasticity and turbulence in the flow. In a cationic surfactant solution, rodlike micelles can be formed if the surfactant/counterion chemical structures, molar ratios, concentrations, and temperature are under right conditions. This network microstructure imparts viscoelasticity to the solution flow, which was often stated to be responsible for the occurrence of Dr [2,3].
چکیده
1- مقدمه
2- آزمایش تجربی
2-1 مایعات
2-2 عوامل کاهندگی نیروی درگ
2-3 توصیف سیستم حلقه‌ی گردش جریان
2-4 روش تجربی
3- نتایج و بحث
3-1 محاسبات نتایج
3-2 اثر غلظت پلیمر
3-3 اثر قطر لوله
3-4 اثر نرخ جریان
3-5 اثر اصطکاک
4- نتیجه‌گیری
Abstract
1. Introduction
2. Experimental work
2.1. Liquids
2.2. Drag reduction agent
2.3. Description of circulating flow loop system
2.4. Experimental procedure
3. Results and discussion
3.1. Results calculations
3.2. Effect of polymer concentration
3.3. Effect of pipe diameter
3.4. Effect of flow rate
3.5. Effect of friction
4. Conclusion
- 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