Неизотермическое движение парафинистой нефти в трубопроводе

Аннотация

В данной статье исследовано неизотермическое движение парафинистой нефти в трубопроводе с переходом ньютоновской жидкости в вязкопластическое состояние. Реологические свойства парафинистой нефти (вязкость, предельное напряжение сдвига) в высокой степени зависят от температуры. При горячей перекачке парафинистой нефти по трубопроводам происходит неизотермическое движение с теплообменом с окружающей средой. Это приводит к снижению температуры парафинистой нефти, увеличению вязкости, появлению предельного напряжения сдвига, кристаллизации парафина и осаждению твердых фракций на внутренней стенке трубопровода. Отложение твердых фракций нефти уменьшает проходное сечение трубопровода, приводит к появлению "застойной зоны" с тепловой изоляцией в пристенной области. Структура нефти изменяется - ньютоновское свойство при высоких температурах переходит в неньютоновское состояние. Одномерное моделирование неизотермического движения парафинистой нефти в трубопроводе путем традиционного усреднения температуры и скорости по сечению трубы не позволяет объяснить физику явления перестройки потока. Поэтому в данной работе построена двумерная модель движения и теплообмена парафинистой нефти. Расчетные данные показывают переход ньютоновской жидкости в вязкопластичное состояние из-за теплообмена парафинистой нефти с окружающей средой. Полученные результаты создают основу для моделирования течений аномальных жидкостей с тепломассообменом и фазовым переходом. Содержание статьи будет полезным для широкого круга исследователей, занимающихся в области гидродинамики и тепломассообмена.