Introdução ao mecanismo de dessalinização do redutor de fricção

O mecanismo de redução do arrasto tem muitas teorias e ainda não há consenso. Estes incluem a teoria pseudo-plástica, teoria da supressão de pulsação turbulenta, teoria viscoelástica, teoria do deslizamento eficaz e teoria da supressão turbulenta, entre outros.

Do ponto de vista da estrutura, o redutor de atrito do óleo são principalmente polímeros de alto peso molecular com cadeias semelhantes a fluxo ou longas cadeias retas e poucas cadeias laterais.

Por exemplo, CDR102 é uma poli-σ-olefina de alto peso molecular com um peso molecular de 10 ~ 10. Este tipo de polímero de alto peso molecular é um sólido de borracha como um agente puro e é normalmente dissolvido em solução de hidrocarboneto (querosene) como uma mercadoria. Uma solução de agente redutor de arrasto a 10% é altamente viscosa e viscoelástica, dificultando o fluxo e pode ser esticada em fios longos. O agente redutor de alto arrasto de polímero pode se dissolver em petróleo bruto ou derivados de petróleo, mas é insolúvel em água e, quando exposto à água, as longas cadeias de moléculas se enrolam.

O efeito de redução de arrasto do redutor de atrito é um fenômeno turbulento especial.

O efeito de redução do arrasto é uma manifestação macroscópica do impacto da redução do arrasto no campo turbulento. É um efeito puramente físico. As moléculas deRedutor de fricçãoNão interajam com as moléculas do óleo e não afetam as propriedades químicas do óleo, mas estão intimamente relacionadas às suas características de fluxo. Em turbulência, a velocidade das partículas de fluido varia aleatoriamente, formando vórtices grandes e pequenos. Os vórtices em grande escala absorvem energia do fluido, sofrem deformação e fragmentação e se transformam em vórtices em pequena escala. Os vórtices de pequena escala, também conhecidos como vórtices dissipativos, são enfraquecidos e dissipados sob a ação de forças viscosas. Parte da energia que eles carregam é convertida em calor e dissipada. Na camada limite próxima à parede, essa transformação é mais severa devido à tensão de cisalhamento e à viscosidade da parede.

Após a adição do redutor de arrasto na tubulação, o agente redutor de arrasto é disperso continuamente na fase de fluido. Devido à sua viscoelasticidade única, as longas cadeias de moléculas do agente redutor de arrasto se estendem naturalmente no fluxo e afetam diretamente o movimento dos elementos fluidos. A força radial dos elementos fluidos atua nos elementos do agente redutor de arrasto, fazendo com que eles se torçam e se deformem.

A força gravitacional entre as moléculas do agente redutor de arrasto resiste à força mencionada anteriormente agindo sobre os elementos fluidos, mudando a direção e a magnitude da ação nos elementos fluidos. Isso converte parte da força radial em força axial na direção do fluxo, reduzindo assim o consumo de energia de trabalho inútil e alcançando uma redução na perda de resistência friccional no nível macroscópico.

No fluxo laminar, onde o fluido é submetido a forças viscosas, não há dissipação de vórtice como na turbulência, portanto, a adição de redutor de arrasto é fútil. À medida que o número de Reynolds aumenta, entrando em turbulência, o redutor de arrasto exibe efeitos de redução de arrasto. Quanto maior o número de Reynolds, mais evidente o efeito de redução de arrasto. Quando o número de Reynolds é suficientemente grande e a tensão de cisalhamento do fluido é forte o suficiente para destruir a estrutura da cadeia molecular do agente redutor de arrasto, o agente redutor de arrasto degrada e o efeito de redução de arrasto diminui ou mesmo perde completamente seu efeito de redução de arrasto. A concentração do agente redutor de arrasto adicionada afeta a espessura da subcamada elástica formada dentro da tubulação. Quanto maior a concentração, mais espessa a subcamada elástica e melhor o efeito de redução de arrasto. Em teoria, quando a subcamada elástica atinge o eixo da tubulação, a redução do arrasto atinge seu limite, a saber, a redução máxima do arrasto. O efeito de redução de arrasto também é influenciado por fatores como a viscosidade do óleo, o diâmetro da tubulação, o teor de água e a limpeza da tubulação, entre outros.