В практике трубопроводного транспорта нефти могут возникать обстоятельства, требующие применения противотурбулентных присадок (ПТП). С учетом того, что ПТП помимо снижения гидравлического сопротивления (снижения диссипативного выделения тепла) способны в еще большей мере снижать теплоотдачу (обладают свойством «изолятора»), представляет интерес выявление области преобладающего проявления этих конкурирующих факторов с целью возможного практического применения при неизотермической перекачке. Классические соотношения теории теплообмена не учитывают возможность присутствия в движущихся средах веществ, малые концентрации которых способны существенно влиять на интенсивность теплообмена. Существует лишь ограниченное число работ, связанных с количественным описанием и применением этого эффекта в инженерных приложениях. Один из путей учета влияния присадки на процесс теплоотдачи — модификация критериальной зависимости для числа Нуссельта. В статье рассмотрен иной подход, вытекающий из предположения о приближенном подобии поля скоростей полю температур. Сформулирована модель косвенных измерений коэффициента теплоотдачи и разработана процедура экспериментального определения эффективности присадки в части снижения теплообмена с окружающей средой. Приведены результаты сопоставления расчетных значений со результатами стендовых измерений на установке НТЦ ООО «НИИ Транснефть» (г. Уфа). Подтверждено, что эффект «изолятора» проявляется для больших температурных напоров и высокой гидравлической эффективности ПТП. Эксперименты по охлаждению раствора ПТП в дизельном топливе при условии термостатирования измерительной линии показали, что в стендовой установке реализуется теплогидралический режим течения, близкий к автомодельному. Определяющими критериями подобия являются число Эккерта и критерии, характеризующие закон сопротивления движению жидкости по трубам круглого сечения.
Список литературы
1. Снижение гидродинамического сопротивления при течении углеводородных жидкостей в трубах противотурбулентными присадками/ А.И. Гольянов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2012. – № 2. – С. 80–87.
2. Применение противотурбулентных присадок на ≪горячих≫ нефтепроводах / В.В. Жолобов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – Т. 8. – № 5. – С. 496–509. – https://doi.org/10.28999/2541-9595-2018-8-5-496-509
3. Гинзбург И.П. Прикладная гидрогазодинамика. – Л.: Изд-во. Ленинградского университета, 1958. – 338 с.
4. Жуков В.А., Ратнов А.Е., Жукова Н.П. Критериальные уравнения теплообмена в системах охлаждения ДВС при использовании присадок к охлаждающим жидкостям. Двигатели внутреннего сгорания // Научно-технический журнал НТУ ХПИ. – 2005. – № 2. – С. 27–30.
5. Пилипенко В.Н. Трение и теплообмен при турбулентном течении слабых полимерных растворов в гладких трубах //Известия Академии Наук СССР. Механика жидкости и газа. – 1975. – № 5. – С. 53–59.
6. Шагиев Р.Г. Анализ нагрева нефти в трубопроводах с применением противотурбулентных присадок // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Вып. 1 (129). – С. 79–91. – https://doi.org/10.17122/ntj-oil-2021-1-79-91
7. Ким Д.П., Рахматуллин Ш.И. О тепловом расчете магистральных нефтепроводов // Нефтяное хозяйство. – 2006. – № 1. – С. 104–105.
8. Валеев А.Р. Тепловые режимы трубопроводов. Вопрос учета нагрева нефти и газа в трубопроводах // Тепловые режимы трубопроводов. Вопрос учета нагрева нефти и газа в трубопроводах // Нефтегазовое дело. – 2009. – № 2.
9. Колосов Б.В. Исследование нагрева жидкости за счет трения при движении ее в трубопроводе // Нефтяное хозяйство. – 1986. – № 10. – С. 51–52.
10. Жолобов В.В., Морецкий В.Ю., Талипов Р.Ф. Оценка влияния противотурбулентной присадки на температуру транспортируемой жидкости. Трубопроводный транспорт – 2021 // Тезисы докладов XVI Международной конференции «Трубопроводный транспорт – 2021». – Уфа: УГНТУ, 2021. – С. 77–78.
11. Применение полимерных агентов снижения сопротивления в трубопроводном транспорте нефти / Г.В. Несын, В.В. Жолобов, Ф.С. Зверев [и др.]. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2022. – 312 с.
12. Янышев Д.С. К вопросу о расчете гидродинамически нестационарных течений и оптимизации процессов с ними связанных // Наука и образование. – 2009. – № 10.
13. Фогельсон Р.Л., Лихачев Е.Р. Температурная зависимость вязкости // Журнал технической физики. – 2001. – Т. 71. – Вып. 8. – С. 129–131.
