Құбыр желiсiндегi парафиндi мұнайдың изотермиялық емес қозғалысы
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2020.v108.i4.10Кілттік сөздер:
парафиндi мұнай, изотермиялық емес қозғалыс, ньютондық сұйықтықтың созылмалы тұтқыр сұйықтық жағдайына ауысуыАннотация
Бұл мақалада құбыр желiсiндегi парафиндi мұнайдың изотермиялық емес қозғалысы ньютондық сұйықтық жағдайынан созылмалы тұтқыр сұйықтық жағдайына ауысуы зерттелiндi. Парафиндi мұнайдың реологиялық қасиеттерi (тұтқырлық, шектiк ығысу кернеуi) температураға жоғары дәрежеде тәуелдi. Парафиндi мұнайды құбыр желiлерi бойымен ыстық айдау кезiнде қоршаған ортамен жылу алмасу есебiнен изотермиялық емес қозғалыс орын алады. Бұл парафиндi мұнайдың температурасының төмендеуiне, тұтқырлықтың жоғарылауына, шектiк ығысу кернеуiнiң пайда болуына, парафиннiң кристалдануына және қатты бөлшектердiң құбырдың iшкi қабырғасына тұнуына әкеледi. Мұнайдың қатты бөлшектерiнiң жиналуы құбырдың көлденең қимасын азайтады, қабырға бойында жылу оқшаулығы бар "тоқырау аймағының"пайда болуына әкеледi. Мұнай құрылымы өзгередi - ньютондық қасиет жоғары температурада ньютондық емес күйге ауысады. Құбырдағы парафиндi мұнайдың изотермиялық емес қозғалысын температура мен жылдамдықты дәстүрлi түрде құбыр қимасы арқылы орташалап бiр өлшемдi түрде модельдеу ағынның қайта құрылу құбылысының физикасын түсiндiруге мүмкiндiк бермейдi. Сондықтан да бұл жұмыста парафиндi мұнай қозғалысы мен жылу алмасуының екi өлшемдi моделi салынды. Есептеу деректерi парафиндi мұнайдың қоршаған ортамен жылу алмасуына байланысты ньютон сұйықтығының тұтқыр пластикалық күйге ауысуын көрсетедi. Алынған нәтижелер жылу-масса алмасуы және фазалық ауысуы бар аномальды сұйықтың ағындарын модельдеуге негiз болады. Мақаланың мазмұны гидродинамика және жылу-масса алмасу саласындағы көптеген зерттеушiлерге пайдалы болады.
Библиографиялық сілтемелер
[2] Li H., Zhang J., Song C., Sun G., "The influence of the heating temperature on the yield stress and pour point of waxy crude oils", J. Petrol. Sci. Eng. 135(2015), 476-483.
[3] Chala G.T., Sulaiman S.A., Japper-Jaafar A., "Flow start-up and transportation of waxy crude oil in pipelines: a review", Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 251(2018), 69-87.
[4] Ribeiro F.S., Souza Mendes P.R., Braga S.L., "Obstruction of pipelines due to paraffin deposition during the flow of crude oils", Int. J. Heat Mass Transfer 40(1997), 4319-4328.
[5] Sahu K.C., "Linear instability in a miscible core-annular flow of a Newtonian and a Bingham fluid", J. Non Newtonian Fluid Mech. 264(2019), 159-169.
[6] Aiyejina A., Chakrabarti D.P., Pilgrim A., Sastry M.K.S., "Wax formation in oil pipelines: a critical review", Int. J. Multiphase Flow. 37(2011), 671-694.
[7] Beisembetov I.K., Bekibayev T.T., Zhapbasbayev U.K. et al., Management of energy-saving modes of oil mixtures transportation by the main oil pipelines (Almaty: KBTU, 2016), 215.
[8] Zhumagulov B.T., Smagulov SH.S., Evseeva A.U., Nesterenkova L.A., Truboprovodnyi transport vysokovyazkikh i vysokozastyvayushchikh neftei [Pipeline transportation of highly viscous and highly solidifying oils] (Almaty: Gylym, 2002), 287 [in Russian].
[9] Aldyyarov T.K., Makhmotov E.S., Didukh A.G., Gabsattarova G.A., Boranbaeva L.E., Reologiya neftei i neftesmesei (transportiruemykh AO "KazTransOil ) [Rheology of oils and oil mixtures (transported by "KazTransOil"JSC)] (Almaty: Dala, 2012), 287 [in Russian].
[10] Bekibayev T.T., Zhapbasbayev U.K., Ramazanova G.I., Makhmotov E.S., Sayakhov B.K., "Management of Oil Transportation by Main Pipelines", Communications in Computer and Information Science 8(2019), 44-53.
[11] Bakhtizin R.N., Shutov A.A., Shtukaturov K.YU., Modelirovanie rezhimov raboty truboprovodov s primeneniem kompleksa programm NIPAL 3.0 [Modeling pipeline operation modes using the NIPAL 3.0 software package] (Neftegazovoe delo, 2004),
24.
[12] Shutov A.A., Ob odnom klasse techeniya nen’yutonovskoi zhidkosti [About one class of non-Newtonian fluid flow] (Sb. nauch. trudov, Ufa: IPTER, 1994), 185.
[13] Voller V.R., Swaminathan C.R., Thomas B.G., "Fixed grid techniques for phase change problems: a review", International Journal for Numerical Methods in Engineering 30:4(1990), 875-898.
[14] Hu H., Argyropoulos S.A., "Mathematical modelling of solidification and melting: a review", Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering 4:4(1996), 371-396.
[15] Dale Anderson, John C. Tannehill, Richard H. Pletcher, Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer (CRC Press, 1990).
