Том 335 № 7 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/7/4378
Противотурбулентная эффективность растворов нефтерастворимых полимеров и коллоидных систем при течении в цилиндрическом канале
Актуальность. Использование противотурбулентных присадок при трубопроводном транспорте углеводородных жидкостей по магистральным трубопроводам позволит заметно снизить энергопотребление силовых насосных станций. Цель: сравнительный анализ эффективности противотурбулентного действия высокомолекулярных полимеров и композиций поверхностно-активных веществ. Методы: лабораторные эксперименты по изучению текучести разбавленных растворов полимеров и дисперсных систем поверхностно-активных веществ через цилиндрический канал турбулентного реометра. Результаты. Проведены сравнительные экспериментальные исследования противотурбулентной эффективности предельно разбавленных растворов полимеров и коллоидных систем. Получены результаты, свидетельствующие о более высокой противотурбулентной эффективности высокомолекулярных полимеров по сравнению с мицеллярными системами поверхностно-активных веществ. В качестве образцов при экспериментальном сравнении гидродинамической эффективности использованы растворы высокомолекулярного полибутадиена и полигидроксидикарбокилаты алюминия в бензине. Описана лабораторная установка, на которой проводились исследования, и представлены использованные формулы для количественных расчетов. Рассмотрена структура полимерных растворов и коллоидных систем, и дано теоретическое объяснение предпочтительному использованию в промышленной практике на реальных трубопроводах высокомолекулярных полимеров в предельно малых концентрациях. Установлен различный механизм деградации противотурбулентных свойств полимерных растворов и дисперсных систем поверхностно-активных веществ, обусловленный различным строением макромолярных клубков полимеров с иммобилизованным растворителем и мицелл из низкомолекулярных соединений дифильного строения. Приведены аргументы, которые объясняют деградацию противотурбулентных свойств полимеров не деструкцией карбоцепных макромолекул, а распадом в турбулентном потоке исходных крупных ассоциатов, состоящих из большого числа цепей, на индивидуальные и более мелкие макромолекулярные клубки с иммобилизованным растворителем.
Ключевые слова:
противотурбулентные присадки, полимеры, макромолекулы, поверхностно-активные вещества, турбулентное течение, гидродинамическое сопротивление, эффект Томса