دپارتمان پژوهشی سفیر

کاهش نیروی اصطکاک

بررسی روش های کاهش نیروی اصطکاک پوسته ای

بررسی روش های کاهش نیروی اصطکاک پوسته ای در سیستم انتقال جریان 

با توجه به اینکه افت فشار ناشی از اصطکاک پوسته ای در سیستم های انتقال خطوط لوله از جمله عوامل مستهلک کننده انرژی است، بنابراین اگر بتوانیم توسط روشهایی از میزان این نیروی بازدارنده بکاهیم در نتیجه توانسته ایم در توان مصرفی صرفه جویی کنیم.

از طرفی در صنعت نفت تا حدود زیادی افزایش ظرفیت انتقال نفت از مناطق تولیدی نفت، معادل با افزایش میزان تولید است بنابراین اگر ما با استفاده از روشهای کم هزینه بتوانیم از میزان نیروی اصطکاک بکاهیم در واقع هم در میزان مصرف انرژی صرفه جویی کرده ایم هم توان پمپاژ را کاهش داده ایم و هم با افزایش میزان دبی جریان، ظرفیت انتقال را افزایش داده ایم.

با توجه به اینکه نوع جریان در سیستم خطوط انتقال اکثرا” از نوع آشفته (turbulent) است در این پروژه سعی شده روش هایی که تا کنون به منظور کاهش ضریب اصطکاک پوسته ای در مقالات مختلف بررسی و تجزیه تحلیل شده اند، مورد ارزیابی قرار گیرد و سپس به طور کاملتری اثر تزریق مواد پلیمری بررسی شده است.

کاهش نیروی اصطکاک پوسته ای
نمای شماتیک از دستگاه لوپ تست و مکانیزم عملکرد آن

بدیهی است باتوجه به گـستردگی بحـث و راه حل های پیشنهادی فقط تعدادی از این روش ها که در  سـال هـای اخیـر مـورد توجـه بیـشتری قـرارگرفته اند، بررسی شده است. این روش ها عبارتند از ایجاد شیار منظم در سـطح، نوسـان جـداری سـطح، تزریق گاز به جریان، تزریق مواد الیافی و فیبری به جریان و در نهایت تزریق مواد پلیمری به جریان مورد بررسی قرار گرفته است. در تزریق مواد پلیمری از پلیمر آلفا الفین محصول شـرکت شـعله آبـی پارسـیان استفاده شده است. در آزمایشگاه اثر این ماده بر روی سیال هپتان و در تست میدانی،  اثر آن بر روی نفت خام مورد ارزیابی قرار گرفته است. در تست آزمایشگاهی تز یق پلیمر، با استفاده از تزریق محلول پلیمـریآلفا الفین در غلظت های مختلف به سیال هپتان در دستگاه لوپ تست، قطر۲۵mm  از جنس فولاد ضد زنگ  s.s  با زبری معادل   ε=۰٫۰۰۲ mm، در اعداد ۲۳۰۰۰<Re<35000 از ۴۳%-۵% کـاهشاصطکاک حاصل شده است.

جهت دانلود فایل کلیک کنید

فهرست مطالب بررسی روش های کاهش نیروی اصطکاک پوسته ای در سیستم انتقال جریان

  • فصل اول : کلیات
    • پیشینه تحقیق
    • روش کار و تحقیق
  • فصل دوم : حرکت سیالات تراکم ناپذیر در لوله
    • انواع سیالات در لوله ها
      • جریان آرام یا جریان پوازی
      • جریان مغشوش
    • مطالعه تجربی جریان های آرام و مغشوش
    • نقش عدد رینولدز و رژیم های آن
    • جریان داخلی
  • فصل سوم : معادلات اساسی حاکم
    • معادله بقاء جرم
    • معادله اندازه حرکت
    • جریان غیر لزج – معادله اولر
    • سیال نیوتنی – معادله ناویر استوکس
    • معادله برنولی در مورد سیالات ایده ال
    • معادله برنولی برای سیال حقیقی
    • افت هد – عامل اصطکاک
    • جریان درون لوله های کاملا” توسعه یافته   
  • فصل چهارم :جریان مغشوش در لوله ها
    • مسائل کلی مربوط به جریان مغشوش در لوله ها
    • پروفیل توزیع سرعت ها
    • مدل سازی جریان متلاطم
    • مفهوم متوسط زمانی
    • طول تداخل پرانتل
    • قانون هم پوشانی لگاریتمی
    • پروفیل سرعت در اعداد رینولدز بزرگ
    • مفاهیم پیشرفته مدل سازی
    • جریان متلاطم درون لوله
    • اثر جداره های زبر
    • نمودار مودی
  • فصل پنجم : بررسی روش های کاهش اصطکاک
    • کاهش اصطکاک جریان درهم با ایجاد شیار
    • کاهش اصطکاک جریان درهم در اثر نوسان
    • کاهش اصطکاک جریان درهم با استفاده از تزریق گاز
    • کاهش اصطکاک بااستفاده از مواد الیافی و فیبرها
    • کاهش اصطکاک جریان درهم با استفاده از پلیمر
      • خلاصه رفتارشناسی کاهش اصطکاک جریان درهم درون لوله با افزودن پلیمر
      • خط مجانب حداکثر کاهش اصطکاک mdr
      • چهارچوب فیزیکی مساله اصطکاک
      • اثر متقابل آشفتگی- پلیمر
      • مزایای استفاده از کاهنده اصطکاک DRA
      • بررسی میزان توانایی DRA درکاهش اصطکاک
      • روش انجام آزمایش و نمونه محاسبات
  • فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات

 

جهت دانلود فایل کلیک کنید

 

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *