Т. 326, № 3

Влияние высокомолекулярных эластомеров на турбулентное течение углеводородных жидкостей

Для увеличения пропускной способности нефтепроводов и снижения энергетических затрат на перемещение единицы объема жидкости используют традиционные пути уменьшения вязкости: подогрев, разбавление маловязким растворителем и введение депрессорных присадок. Вышеперечисленные методы требуют больших энергетических и материальных затрат, и они эффективны только для ламинарного режима течения, при котором объемный расход обратно пропорционален вязкости. Но в подавляющем большинстве случаев при перекачке нефти и нефтепродуктов по трубопроводам реализуется турбулентный режим течения, объемный расход при котором слабо зависит от вязкости. Поэтому в последнее время все чаще применяются энергосберегающие технологии трубопроводного транспорта с использованием противотурбулентных присадок. Дозирование в поток нефти очень малых доз полимерных добавок (несколько грамм на тонну) приводит к увеличению скорости её течения на 20-30 %. Актуальность работы обусловлена необходимостью снижения энергетических затрат на транспортировку нефти и нефтепродуктов (бензин, керосин и т. д.) по магистральным трубопроводам. Цель работы: оценить возможность применения натуральных и синтетических каучуков в качестве агентов снижения гидродинамического сопротивления на магистральных нефтепроводах. Методы исследования. Проведены исследования структуры макромолекул образцов натурального и синтетического каучука, а также бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков методами ИК-спектроскопии, вискозиметрии и гель-проникающей хроматографии. Турбореометрическим методом проведено исследование антитурбулентной эффективности данных образцов в различных растворителях. Результаты. Установлен наиболее эффективный эластомер, способный снижать гидравлическое сопротивление. Определена оптимальная концентрация эластомера, необходимая для достижения максимального эффекта Томса. Рассчитаны объемы макромолекулярных клубков в различных растворителях, показано влияние растворителей на их размер, а также на величину снижения гидродинамического сопротивления эластомеров. Рассчитаны молярные массы образцов различными методами.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, эластомеры, макромолекулы, полимеры, турбулентность, реология, вязкость,

Авторы:

Манжай Владимир Николаевич

Абдусалямов Артем Вячеславович

Носикова Юлия Рифкатовна

Скачать PDF