Introducción al mecanismo de Desalinización del reductor de fricción

El mecanismo de reducción del arrastre tiene muchas teorías y aún no hay consenso. Estos incluyen la teoría pseudo-plástica, la teoría de la supresión de pulsaciones turbulentas, la teoría del viscoelástico, la teoría del deslizamiento efectivo y la teoría de la supresión turbulenta, entre otros.

Desde la perspectiva de la estructura, el reductor de fricción de aceite son en su mayoría polímeros de alto peso molecular con cadenas de flujo o cadenas largas y rectas y pocas cadenas laterales.

Por ejemplo, CDR102 es una poli-a-olefina de alto peso molecular con un peso molecular de 10 ~ 10. Este Tipo de polímero de alto peso molecular es un sólido gomoso como agente puro y normalmente se disuelve en solución de hidrocarburo (queroseno) como producto básico. Una solución 10% de agente reductor de arrastre es muy viscosa y viscoelástica, lo que dificulta el flujo y se puede estirar en hilos largos. El agente reductor de resistencia de alto polímero puede disolverse en petróleo crudo o productos derivados del petróleo, pero es insoluble en agua, y cuando se expone al agua, las largas cadenas de moléculas se enrollan.

El efecto de reducción de arrastre del reductor de fricción es un fenómeno turbulento especial.

El efecto de reducción de arrastre es una manifestación macroscópica del impacto de reducción de arrastre en el campo turbulento. Es un efecto puramente físico. Las moléculas deReductor de fricciónNo interactúan con las moléculas del aceite y no afectan las propiedades químicas del aceite, pero están estrechamente relacionadas con sus características de flujo. En turbulencia, la velocidad de las partículas de fluido varía al azar, formando vórtices grandes y pequeños. Los vórtices a gran escala absorben energía del fluido, experimentan deformación y fragmentación y se transforman en vórtices a pequeña escala. Los vórtices de pequeña escala, también conocidos como disipadores vórtices, se debilitan y disipan bajo la acción de fuerzas viscosas. Parte de la energía que transportan se convierte en calor y se disipa. En la capa límite cercana a la pared, esta transformación es más severa debido al esfuerzo cortante y la viscosidad de la pared.

Después de la adición del reductor de arrastre en la tubería, el agente reductor de arrastre se dispersa continuamente en la fase de fluido. Debido a su viscoelasticidad única, las largas cadenas de moléculas del agente reductor de arrastre se extienden naturalmente en el flujo y afectan directamente el movimiento de los elementos fluidos. La fuerza radial de los elementos fluidos actúa sobre los elementos del agente reductor de arrastre, haciendo que se tuerzan y se deforman.

La fuerza gravitacional entre las moléculas del agente reductor de arrastre resiste la fuerza antes mencionada que actúa sobre los elementos fluidos, cambiando la dirección y magnitud de la acción sobre los elementos fluidos. Esto convierte parte de la fuerza radial en fuerza axial en la dirección del flujo, reduciendo así el consumo de energía del trabajo inútil y logrando una reducción en la pérdida de resistencia a la fricción a nivel macroscópico.

En el flujo laminar, donde el fluido está sujeto a fuerzas viscosas, no hay disipación de vórtice como en la turbulencia, por lo tanto, la adición de reductor de resistencia es inútil. A medida que aumenta el número de Reynolds, entrando en turbulencia, el reductor de resistencia exhibe efectos de reducción de resistencia. Cuanto mayor sea el número de Reynolds, más evidente será el efecto de reducción de resistencia. Cuando el número de Reynolds es lo suficientemente grande y el esfuerzo cortante del fluido es lo suficientemente fuerte como para destruir la estructura de la cadena molecular del agente reductor de arrastre, el agente reductor de arrastre se degrada y el efecto de reducción de arrastre disminuye o incluso pierde completamente su efecto de reducción de arrastre. La concentración de agente reductor de resistencia añadida afecta al espesor de la subcapa elástica formada en el interior de la tubería. Cuanto mayor sea la concentración, más gruesa será la subcapa elástica y mejor será el efecto de reducción de resistencia. En teoría, cuando la subcapa elástica llega al eje de la tubería, la reducción de resistencia alcanza su límite, es decir, la reducción de resistencia máxima. El efecto de reducción de arrastre también está influenciado por factores como la viscosidad del aceite, el diámetro de la tubería, el contenido de agua y la limpieza de la tubería, entre otros.