Неньютоновские жидкости по трубам

Ламинарный режим течения неньютоновских жидкостей в прямых трубах круглого сечения. [c.413]

ТЕЧЕНИЕ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В КРУГЛЫХ ТРУБАХ [c.413]

Приведенная методика расчета гидравлического сопротивления прп ламинарном режиме применяется и при турбулентном течении неньютоновских жидкостей в гладких трубах. [c.414]

Для расчета гидравлического сопротивления при турбулентном течении неньютоновских жидкостей в шероховатых трубах предложена формула [c.414]

Инженерные проблемы реологии неньютоновских жидкостей, связанные с их движением через трубы и аппараты, перемешиванием, а также нагреванием и охлаждением, подробно рассматриваются в специальной литературе . [c.94]

Движение неньютоновских жидкостей в трубах [c.192]

В этой главе рассматриваются вопросы учета сырой нефти при ее дальнейшей транспортировке, не затрагивая вопросов измерения дебита нефтяных скважин. Под сырой нефтью будем подразумевать любую нефть (жидкость), полученную после сепарации, без всякого ограничения содержания каких-либо примесей (воды, солей, механических примесей и т.д.) и перекачиваемую на установки подготовки нефти. Эта жидкость представляет собой сложную смесь нефти, растворенного газа, пластовой воды, содержащей, в свою очередь, различные соли, парафина, церезина и других веществ, механических примесей, сернистых соединений. При недостаточном качестве сепарации в жидкости может содержаться свободный газ в виде пузырьков - так называемый окклюдированный газ. Все эти компоненты могут образовывать сложные дисперсные системы, структура и свойства которых могут быть самыми разнообразными и, самое главное, не постоянными в движении и времени. Например, структура и вязкость водонефтяной эмульсии могут изменяться в широких пределах в процессе движения по трубам, в зависимости от скорости, температуры, давления и других факторов. Всё это создаёт очень большие трудности при учете сырой нефти, особенно при использовании средств измерений, на показания которых влияют свойства жидкости, например, турбинных счетчиков. Особенно большое влияние оказывают структура потока, вязкость жидкости и содержание свободного газа. Частицы воды и других примесей могут образовывать сложную пространственную решетку, которая в процессе движения может разрушаться и снова восстанавливаться. Поэтому водонефтяные эмульсии часто проявляют свойства неньютоновских жидкостей. Измерение вязкости таких жидкостей в потоке представляет большие трудности из-за отсутствия методов измерения и поточных вискозиметров. Измерения, проводимые с помощью лабораторных приборов, не дают истинного значения вязкости, так как вязкость отобранной пробы жидкости отличается от вязкости в условиях трубопровода из-за разгазирования пробы и изменения условий измерения. Содержание свободного газа зависит от условий сепарации и свойств жидкости. Газ, находясь в жидкости в виде пузырьков, изменяет показание объемных счетчиков на такую долю, какую долю сам составляет в жидкости, то есть если объем газа в жидкости составляет 2 %, то показание счетчика повысится на 2 %. Точно учесть содержание свободного газа при определении объема и массы нефти очень трудно по.двум причинам. Во-первых, содержание свободного газа непостоянно и может изменяться в зависимости от условий сепарации (расхода жидкости, вязкости, уровня в сепараторах и т.д.). Во-вторых, технические средства для непрерывного измерения содержания газа в потоке в настоящее время отсутствуют. Имеющиеся средства, например, устройство для определения свободного газа УОСГ-ЮОМ, позволяют производить измерения только периодически и дают не очень достоверные результаты. Единственным способом борьбы с влиянием свободного газа является улучшение сепарации жидкости, чтобы исключить свободный газ или свести его к минимуму. Для уменьшения влияния газа УУН необходимо устанавливать на выкиде насосов. При этом объем газа уменьшается за счет сжатия. [c.28]

Существует множество определений кажущейся вязкости (jiJ неньютоновской жидкости в трубах, что вносит некоторый беспорядок в этот вопрос. Были введены следующие пять определений. [c.191]

Этап 17 метода построения кривых мощности при перемешивании неньютоновских жидкостей, рассмотренного при описании перемешивания псевдопластичных жидкостей (стр. 187), можно модифицировать, использовав данные но течению в трубах, следующим образом. На этапе 8 экспериментально определяют кажущуюся вязкость для неньютоновской жидкости при различных значениях характеристики потока 8u/d в трубе затем на этапах 9, 10 и И скорость сдвига заменяют характеристикой потока 8u/d. На этапе 12 получают константу С, уравнения (Х,47), измеряя наклон прямой графика зависимости 8u/d от N. На этапе 14 находят характеристику потока 8u/d, соответствующую определенной скорости мешалки N, используя значение Ст. м в уравнении (Х,47). На этапе 15 скорость сдвига у заменяют характеристикой потока 8u/d. [c.200]

При турбулентном движении вязких неньютоновских жидкостей в гладких трубах [c.94]

Моделирование процесса пуска после остановки показало [3], что движение неньютоновской жидкости в начальный момент времени начинается струйкой небольшого размера в районе оси трубы, где жидкость имеет наибольшую температуру. Постепенно, если достаточно подаваемой в трубопровод кинетической и тепловой энергии, в движение вовлекаются соседние слои жидкости и, таким образом, участок трубопровода запускается в эксплуатацию. Это позволило с хорошей точностью определять один из основных технологических параметров нефтепровода, работающего по технологии горячая перекачка , такой, как время безопасной остановки работы в холодное время года. [c.157]

Для неньютоновских жидкостей, подчиняющихся степенному закону (1-64), было выведено таким образом [65] несколько формул, определяющих вязкость для ламинарного течения в трубе. [c.37]

Течение в трубах. Для расчета распределения скоростей по сечению трубы при ламинарном течении неньютоновской жидкости следует применить уравнение движения (2.1.4.6), записанное в цилиндрических координатах. При установившемся стабилизированном [c.133]

Рис. 2.6.2.1. Распределение скоростей неньютоновской жидкости при ламинарном течении в трубе

Следует обратить внимание на то, что течение в капиллярном вискозиметре должно быть ламинарным. Для проверки достоверности обобщенного числа Рейнольдса Ке Метцнер и Рид определили его по результатам большого числа экспериментов, в которых различные исследователи изучали течение неньютоновских жидкостей в трубах, и построили зависимость коэффициента трения Фэннинга от найденного числа Рейнольдса (рис. 5.31). Они выявили хорошее совпадение полученных данных с графиком классической зависимости для ньютоновских жидкостей /=16/Ке, удовлетворительное согласование с критическим числом Рейнольдса, равным 2100, но плохое согласование с уравнением фон Кармана для турбулентного режима течения. [c.200]

Теплообмен при ламинарном течении неньютоновских жидкостей в трубах и каналах [c.252]

Е. Турбулентные течения неныотоновских жидкостей. В этом пункте рассматривается зависимость объемного расхода от градиента давления прн турбулентном течении в трубе неньютоновских жидкостей. Вследствие очень больнюй вязкости большинства неньютоновских жидкостей турбулентный режим их течения не является типичным. Исключение составляют сильно разбавленные растворы полимеров, для которых наблюдается эффект умень- [c.174]

Более общий подход к описанию движения неньютоновских жидкостей возможен на основе использования формулы (III. 20), применимой ко всем жидкостям, движущимся в трубах. Из формулы (III. 20) следует [c.195]

Величина n в формуле (III. 30)—реологическая характеристика неньютоновской жидкости, выражающая связь между средней скоростью и перепадом давления при движении жидкости в трубе [c.196]

Для практических расчетов коэффициент трения неньютоновских жидкостей в трубах часто вычисляют по формуле, аналогичной используемой для ньютоновских жидкостей [c.198]

Конвективный перенос теплоты от стенки трубы к неньютоновской жидкости описывается обычным уравнением Фурье — Кирхгофа (IV. 30). Этому уравнению придают иную форму, вводя безразмерную температуру Г = / , где / — температура в рас- [c.309]

Если принять, что W p, п ц а — постоянные величины, то уравнение (IV. 49) можно проинтегрировать с помощью метода разделения переменных, по которому решение ищется в виде произведения двух функций Т = M x)N r). Допущение о постоянстве w p означает, что изменения объема жидкости не происходит, т. е. жидкость несжимаема. При постоянстве п и а реологические и теплофизические свойства жидкости во всем потоке неизменны. С учетом рассмотренных выше особенностей неньютоновских жидкостей очевидно, что принятое допущение должно приводить к приближенному результату при интегрировании уравнения (IV.49). Погрешность, возникающая в связи с этим допущением, тем ниже, чем меньше интервал изменения температур. Аргументом в пользу применения уравнения (IV. 49) является возможность выполнения расчета поинтервальным методом при значительном диапазоне изменения температур. Расчет проводится для отдельных участков трубы, в пределах каждого из которых уравнение (IV. 49) применимо с желаемой точностью. [c.310]

На входном участке трубы происходит постепенное формирование профилей скоростей и температур. В связи с обычно большой вязкостью неньютоновских жидкостей для них характерны высокие значения критерия Рг = у/а. Следствием этого является более быстрое формирование профиля скоростей, чем профиля температур. Поэтому гидродинамическая стабилизация потока опережает термическую. На входном участке профиль температур имеет вид усеченной параболы. Температура в ядре потока остается равной начальной температуре жидкости Для неньютоновских жидкостей характерно медленное прогревание из-за большой их вязкости. Термическая стабилизация происходит по мере прогревания пристенных слоев жидкости. Интенсивность теплоотдачи на [c.311]

В раэд. 2.1 изложены основы теории явлений переноса теплоты, массы и импульса. Однофазные течения как ньк>-тоновских, так и неньютоновских жидкостей в каналах, пучках гладких и оребренных труб и около погруженных в жидкость тел рассмотрены в разд. 2.2. Там же обсуждается течение в неподвижных и псевдоожиженных слоях. [c.69]

Вследствие очень большой вязкости большинства концентрированных растворов полимеров и их расплавов на практике чаще всего реализуются ламинарные режимы течения. Именно ламинарным течениям и уделяется основное внимание в данном параграфе. В п. В содержится опнсанне экспериментальных методов исследования неныотоновских жидкостей в н. С рассмотрены некоторые их модели, в п. D приведены конкретные примеры расчета паиболее важных для инженерных приложении параметров. В п. Е обсуждаются турбулентные течения неньютоновских жидкостей в трубе. [c.166]

Поэтому для выбора рациональных технологий или энергосберегающих режимов при перекачке реологически сложных жидкостей целесообразно уметь достаточно точно прогнозировать различные аспекты работы данных трубопроводов. Известные детерминированные методы расчета стационарной и нестационарной работы трубопроводов, перекачивающих неньютоновские жидкости, основанные на применении средних по сечению трубы значений рабочей температуры и скорости перекачиваемой жидкости, часто приводят к значительным ошибкам в прогнозе технологических параметров при различных режимах работы участков трубопровода. Новые знания, получе1шые при теоретических и экспериментальных исследованиях процессов гидродинамики и теплообмена при течении аномальных жидкостей по трубам и каналам, позволяют построить достаточно точную математическую модель стационарных и нестационарных режимов работы трубопроводов различных способов прокладки (различные условия теплообмена с окружающей средой) при транспорте реологически сложных жидкостей. Поэтапное построение модели различных аспектов работы трубопровода, т. е. рассмотрение математической модели каждого стационарного и нестационарного гидродинамического режима в отдельности, в свою очередь, позволило выявить ряд таких новых эффектов в динамике течения аномальных жидкостей, как возникновение застойных зон в гидравлически гладкой трубе, режимы гидродинамического теплового взрыва и т. п. [1—4]. Это, в свою очередь, позволило не только понять и объяснить своеобразные режимы работы некоторых действующих нефтепрово- [c.151]

Действие архимедовых выталкивающих сил на внутренние конвективные течения за счет вынужденной конвекции в неньютоновских жидкостях часто оказывает существенное влияние на скорости переноса. Такого рода влияние рассматривалось главным образом для течений в горизонтальных, вертикальных и круглых трубах. [c.446]

Для определения критических значений этих безразмерных комплексов, отвечающих переходу от ламинарного режима движения к турбулентному, использовано наблюдаемое экспериментально равенство коэффициента трения как для ньютоновских, так и для неньютоновских жидкостей при турбулентном режиме. На основании совместного решения уравнения движения жидкости в круглой трубе с реологическим уравнением (И.105) выявлена зависимость критического значения критерия Рейнольдса Кеокр от безразмерных комплексов а и 0. Оказалось, что для дилатант-ной жидкости решения приближенно описываются формулой [c.133]

Консетов В.В. Доманский О.В. Трение и теплообмен на гидродинамическом начальном участке круглой трубы и плоского канала при ламинарном течении неньютоновских жидкостей // Сб. Тепло-и массообмен в неньютоновских жидкостях. М. Энергия. 1968. [c.149]

Доманский О.В., Консетов В.В. Теплообмен на начальных участках круглых труб и плоских каналов при ламинарном течении жидкостей // Тепло-и массообмен в неньютоновских жидкостях. М. Энергия, 1968. С. 146-156. [c.263]

В мрачном Средневековье история реологии теряется. Лишь когда наступила оттепель Ренессанса, место нетерпимости и подозрений стала занимать наука. Леонардо да Винчи в середине XVI века исследует течение воды в различных каналах и трубах. Движение истории ускорилось в XVII столетии. В это время Галилей проводит свои первые наблюдения, а позд нее Гук утверждает, что в твердом теле напряжения пропорциональны деформациям, и Ньютон устанавливает, что сопротивление жидкости течению пропорционально скорости сдвига. Интересно заметить, что Ньютон проводил свои опыты, наблюдая за цилиндром, вращающимся в бассейне. Его прибор по-принципу действия аналогичен многим современным вискозиметрам. Вряд ли сам Ньютон понимал, сколь важны его наблюдения и выводы для современной реологии, ибо он ставил свои опыты для исследования движения планет Солнечной системы. Парадоксально, но большинство реологов рассматривают сейчас ньютоновский закон течения как некоторый идеализированный случай, так как большинство исследований выполняется на неньютоновских жидкостях, в которых напряжения не пропорциональны скорости сдвига. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология