W pracy przeprowadzono analizę teoretyczno-doświadczalną zjawiska redukcji oporów przepływu wywołanego jednoczesnym wprowadzeniem do rozpuszczalnika wielkocząsteczkowego polimeru i substancji powierzchniowo czynnej.
Po raz pierwszy podjęto próbę ilościowej analizy zjawiska redukcji oporów przepływu, proponując ogólne bezwymiarowe równanie pozwalające przewidywać opory przepływu roztworów polimerowo-micelarnych. Teoretyczne równanie zostało pozytywnie zweryfikowane własnymi danymi doświadczalnymi.
Przeprowadzono jakościową, doświadczalną analizę zjawiska redukcji oporów przepływ roztworów polimerowych, micelarnych i polimerowo-micelarnych. W przypadku wieloskładnikowych roztworów polimerowo-micelarnych wykazano synergię tych dwóch efektów, przejawiającą się w rozszerzeniu stabilnej strefy przejściowej, gdzie decydujący wpływ na kształt krzywych oporów przepływu ma dodatek SPC i soli. Zaobserwowano również pojawienie się trzeciej znacznie rozszerzonej strefy redukcji w zakresie turbulentnym, gdzie kluczową rolę odgrywa stężenie polimeru.
Zaproponowano hipotetyczny matematyczny model zjawiska oraz jego hipotetyczny fizyczny mechanizm. Przeprowadzono identyfikację reologicznych właściwości analizowanych roztworów polimerowo-micelarnych, w szczególności lepkosprężystych właściwości analizowanych roztworów polimerowych, micelarnych i polimerowo-micelarnych. Sporządzone doświadczalnie charakterystyki pierwszej różnicy naprężeń normalnych N1 w funkcji szybkości wykazały na lepkosprężyste zachowanie tylko roztworów z dodatkiem polimeru.
A theoretical and experimental analysis of the drag reduction effect caused by the simultaneous addition of a high molecular weight polymer and a surfactant is performed.
It is a first attempt, which is made to quantitatively analyze the phenomenon of drag reduction of flow by proposing a general dimensionless equation to predict the flow resistance of polymer-micellar solutions. The theoretical equation is positively verified with author’s own experimental data for different types of solutions.
A qualitative experimental analysis of the drag reduction effect caused by polymer, micellar and polymer-micellar additives is performed. In case of the multi-component polymer-micellar solutions, the synergy of these two additives have been demonstrated. It manifests itself in the extension of the stable transition zone of drag reduction where the decisive influence on the flow resistance curve has the addition of SPC and salt. The appearance of the third significantly extended turbulent zone of drag reduction has also been observed, where the concentration of the polymer plays a key role.
A hypothetical mathematical model of the phenomenon is proposed and its hypothetical physical mechanism is discussed. Identification of the rheological properties of the analyzed polymer-micellar solutions is determined, with particular regard to the viscoelastic properties of the analyzed polymer, micellar and polymer-micellar solutions. Experimentally prepared characteristics of the first normal stress difference N1 revealed the viscoelastic behavior of only solutions with addition of polymer.
Klasyfikacja PKT
253900 Inżynieria chemiczna
250931 Płyny (gazy i ciecze). Plazma
442900 Energetyka o źródłach odnawialnych i inne rodzaje energetyki
250000 Chemia
250900 Chemia fizyczna. Chemia teoretyczna
440000 Energetyka
Wydział
Wydział Mechaniczny
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
