Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Кривые течения нефтей и нефтепродуктов

Читайте также:
  1. В. Новые течения
  2. Взаимосвязь инфляции и безработицы. Краткосрочная и долгосрочная кривые Филлипса
  3. Вопрос № 2. Искусство авангарда первой половины XX века. Основные течения и их концепции, представители.
  4. Глава 6. Кривые поверхности
  5. Желудочно-кишечные кровотечения
  6. ЗАНЯТИЕ 1. Кривые второго порядка: эллипс, гипербола, парабола. Приведение уравнений к каноническому виду. Построение кривой.
  7. Значения коэффициентов l, m, b для различных режимов и зон течения жидкости в трубопроводе круглого сечения

 

Для обычных низкомолекулярных жидкостей (светлые нефте­продукты, легкие нефти) графики зависимостей между касательным напряжением сдвига τ в данной точке потока и скоростью сдвига S, определяемой по формуле (7.1) в той же точке, или так называемые кривые течения, представляет собой прямые 1, 2 или 3 (рис. 7.3), проходящие, через начало координат.

 

, (7.1)

 

где du – скорость сдвига слоев жидкости друг относительно друга; dn – бесконечно малое расстояние между слоями жидкости.

Зависимость 1 (рис. 7.3) характерна для ньютоновской жидкости, поскольку ее тече­ние подчиняется закону трения Ньютона (7.2).

 

, (7.2)

где m - динамическая (ньютоновская) вязкость жидкости.

Ньютоновская вязкость численно равна тангенсу угла наклона прямой 1 к оси S (рис. 7.3).

    Рис. 7.3 Кривые течения жидко­стей

Течение растворов высокомолекулярных жидкостей и свободнодисперсных систем качественно совпадает с течением гомогенных жидкостей. При ламинарном режиме течения пропорциональность между напряжением сдвига и скоростью сдвига сохраняется, а прямая проходит через начало координат (рис. 7.3). Количественное же от­личие выражается в том, что вязкость системы оказывается выше вязкости чистой жидкости. Это вызывается тем, что крупные мо­лекулы и дисперсные частицы оказывают дополнительное сопротив­ление перемещению слоев жидкости. При этом может образоваться дисперсная система, характеризующаяся пластическими или вязкопластическими свойствами. Первая подчиняется закону трения Бингама (7.3) (модель жидкости – тело Бингама [25, 27]). Вторая – закону трения Шведова-Бингама (7.4) (модель жидкости – тело Шведова [152, 153]).

 

, (7.3)

 

где h – структурная вязкость; q – статическое напряжение сдвига.

 

, (7.4)

 

где t0 – динамическое напряжение сдвига.

Структурированные жидкости уравнению Ньютона не подчи­няются, так как при их течении утрачивается свойство пропорцио­нальности между приложенной нагрузкой (напряжением сдвига) и вызываемой ею деформацией (скоростью сдвига). Жидкость про­должает сохранять способность к течению при сколь угодно малых напряжениях сдвига. По мере увеличения скорости сдвига в жид­кости происходит разрушение еще слабых связей между агрега­тами, упорядочение взаимного положения и ориентация частиц относительно направления потока. Все это приводит к относитель­ному уменьшению прилагаемого к жидкости напряжения сдвига, и кривая течения 2 (см. рис. 7.3) становится обращенной вы­пуклостью к оси τ.

Системы, в которых жидкая фаза иммобилизована сплошной структурной сеткой, приобретают способность к течению только после разрушения сетки. В соответствии с моделью Шведова - Бингама (7.4) течение таких жидкостей начинается после приложения к ним напряжения сдвига большего, чем предельное напряжение сдвига τ0, причем с началом течения структура полностью разру­шается и жидкость течет затем как ньютоновская. Идеальное вязко-пластичное течение описывается прямой 3 (см. рис. 7.3), исходящей из точки τ0 под углом к оси скорости сдвига, тангенс которого чис­ленно равен пластической (структурной) вязкости h.

При рассмотрении кривых течения реальных вязкопла­стичных жидкостей можно наблюдать три характерные точки: q – напряжение сдвига, при котором начинается течение (статическое напряжение сдвига); τ0 — динамическое (предельное) напряжение сдвига; τр — напряжение сдвига, при котором разрушение струк­туры заканчивается.

Многочисленные исследования реологических моделей нефтей показывают, что при температурах, близких к температуре засты­вания, нефти хорошо подчиняются модели Шведова-Бингама.

Переход от ньютоновских жидкостей к неньютоновским осуществляется плавно по мере понижения температуры.

Разрушение коагуляционных структур, в отличие от разруше­ния хрупких кристаллизационных, имеет свои особенности. После приложения определенной нагрузки к жидкости, обладающей структурой коагуляционного происхождения, немедленного раз­рушения структуры не наблюдается; степень разрушения зависит не только от скорости сдвига, при которой происходит разруше­ние, но и от времени воздействия нагрузки. Характерно, что после снятия нагрузки прочность структуры через определенное время восстанавливается полностью, а при уменьшении нагрузки – ча­стично, до той степени разрушения, которая соответствует остав­шейся уменьшенной нагрузке. Такая способность к самопроизволь­ному восстановлению структуры после ее разрушения называется тиксотропией.

 


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 153 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Трубопроводный транспорт нефти | Классификация трубопроводов | Уравнение баланса напоров | Увеличение пропускной способности нефтепровода | Свойства газов | Газовые смеси | Гидравлический расчет газопровода | Совместная работа газопровода и компрессорных станций |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Состав сооружений магистральных трубопроводов| Характеристика трубопровода, насоса или насосной станции

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)