Baker Flo-XS 管道流体减阻剂的热稳定性考察
高分子减阻剂减阻效果试验研究
高分子减阻剂减阻效果试验研究 指导老师：毛根海 实验成员：薛文洪一红 班级: 土木工程0101结构班 实验日期:2003年12月7日
高分子减阻剂减阻效果试验研究 流体流动存在阻力，产生流体能量损失。在管流中有管道阻力，如长距离输水、石油、天然气等，都必须在流经一定距离之后设置升压泵，以补充损失的能量。同样，在明渠输水、水面必须有水利坡降才能产生顺坡降方向的流动，在同坡降的情况，流动阻力越大，则流速越慢，过流能力越差。 若在水体中添加减阻剂，就能大大减少沿程阻力。这是减小水流沿程阻力的另一种新途径。减阻剂种类很多，不同减阻剂及添加量不同，其减阻效果也不一样。 由于客观条件的限制，我们此次通过“同一减阻剂在不同浓度下减阻效果”的比较，对减阻剂加入水体后的减阻效果进行定性、定量的了解。 本次实验采用的减阻剂是聚丙烯酰胺(又称PAM)，初配浓度为0.1%，室温（10o C左右）。采用沿程阻力试验装置进行测定（实验装置如图）。实验地点，土木系水利实验室。
聚丙烯酰胺，别名PAM ，是一种有机高分子聚合物，为玻璃状固体，溶于水，也溶于醋酸、乙二酸、甘油和胺 等有机溶剂。聚丙烯酰胺是重要的水溶性聚合物，而且兼具增稠性、絮凝性、耐剪切性、降阻性、分散性等宝贵性能。 一、试验数据及结果分析如下： 清水实验时:
加入 100ml 3
加入 700ml 0.1%PAM 溶液入水 箱: 各项常数：d=0.675cm L=85cm K=1.993 从如上的数据可以看出，PAM要起到减阻效果是有一定浓度限制的。浓度太小，减阻效果 不明显；浓度太大，反而会增阻。通过粘度计的测定，清水与各浓度溶液的粘度相差很小，（清 水时平均粘度为0.012，加入375ml溶液时平均粘度为0.013）。通过几组实验数据的对比可 得，相同沿程损失的情况下，PAM减阻效果最大的浓度出现在向水箱中加入375ml 0.1%溶液 左右，过流量增大，阻力粘制系数呈下降趋势。（加入400ml该溶液时，过流量已开始减小）。 通过各表的Re与λ关系比较可知，加入PAM后，相同Re下，λ有明显减小（曲线图待 补充），说明PAM起到了一定的减阻效果。同时该减阻剂在层流区几乎不起作用，在紊流区能 够起到一定的作用。但是需要指出的是，通过本次定量实验可以看出，PAM并不是一种十分有 效的减阻剂，虽然阻力粘制系数随PAM加入量的增加一直呈下降趋势，但是过流量的增加并 不显著。
流动阻力测定思考题
流动阻力测定思考题 The following text is amended on 12 November 2020.
实验1单项流动阻力测定 （1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门 答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。 （2）作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么 答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。 （3）流量为零时，U形管两支管液位水平吗为什么 答：水平，当u=0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程： （4）怎样排除管路系统中的空气如何检验系统内的空气已经被排除干净 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 （5）为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘 答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。
（6）你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法它们各有什么特点 答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单，使用方便、经济。差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。 （7）读转子流量计时应注意什么为什么 答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。 （8）两个转子能同时开启吗为什么 答：不能同时开启。因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。 （9）开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转，为什么工厂操作会形成这种习惯 答：顺时针旋转方便顺手，工厂遇到紧急情况时，要在最短的时间，迅速关闭阀门，久而久之就形成习惯。当然阀门制造商也满足客户的要求，阀门制做成顺关逆开。 （10）使用直流数字电压表时应注意些什么 答：使用前先通电预热15分钟，另外，调好零点（旧设备），新设备，不需要调零点。如果有波动，取平均值。
流体流动阻力的测定
流体流动阻力的测定 一、实验目的 （1）熟悉测定流体流经直管的阻力损失的实验组织法及测定摩擦系数的工程意义。 （2）观察摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系，学习双对数坐标纸的用法 （3）掌握流体流经管件时的局部阻力，并求出该管件的局部阻力。 二、实验原理 流体在管内流动时，由于流体具有黏性，在流动时必须克服内摩擦力，因此，流体必须做功。当流体呈湍流流动时，流体内部充满了大小漩涡，流体质点运动速度和方向都发生改变，质点间不断相互碰撞，引起流体质点动量交换，使其产生了湍动阻力，结果也会消耗流体能量，所以流体的黏性和流体的漩涡产生了流体流动的阻力。 流体在管内流动的阻力的计算公式表示为 2 2 u d l h f λ= 或 2 2 12u d l p p p ρλ=-=? 式中：h 为流体通过直管的阻力（J/kg ）；△p 为流体通过直管的压力降（N/m 2）；p 1，p 2为直管上下游界面流动的压力（N/m 2）；l 为管道长（m ）；d 为管道直径（内径）（m ）；ρ为流体密度（kg/m 3）；u 为流体平均流速（m/s ）；λ为摩擦系数，无因次。 摩擦系数λ是一个受多种因素影响的变量，其规律与流体流动类型密切相关。当流体在管内作层流流动时，根据力学基本原理，流体流动的推动力（由于压力产生）等于流体内部摩擦力（由于黏度产生），从理论上可以推得λ的计算式为 Re 64 = λ 当流体在管内作湍流流动时，由于流动情况比层流复杂得多，湍流时的λ还不能完全由理论分析建立摩擦系数关系式。湍流的摩擦系数计算式是在研究分析阻力产生的各种因素的基础上，借助因次分析方法，将诸多因素的影响归并为准数关系，最后得出如下结论 ??? ??=?? ??????????=d d du k t ε?εμρλRe,2 由此可见，λ为Re 数和管壁相对粗糙度ε/d 的函数，其函数的具体关系通过实验确定。 局部阻力通常有两种表达方式，即当量长度法和阻力系数法。 当量长度法：流体流过某管件时因局部阻力造成的能量损失相当于流体流过与其相同管径的若干米长度的直管阻力损失，用符号l e 来表示，则 2 2 u d l l h e f +=∑λ 阻力系数法：流体通过某一管件的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示
输油管道减阻剂
输油管道减阻剂 减阻剂是一种能减少流体在输送时所受阻力的试剂。多为水溶性或油溶性的高分子聚合物。 简介 例如水溶性的聚环氧乙烷，只用25毫克/千克就能使水在管道中所受阻力下降75％，出水速率增加好几倍，用于灭火或其他紧急用水的场合；油溶性的聚异丁烯用量为60毫克/千克时，即可使原油在管道中的输送能力大大提高，起到增输节能的作用。 用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂(drag reducing agent)，简称DRA。减阻剂广泛应用于原油和成品油管道输送，它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。流体的摩擦阻力限制了流体在管道中的流动，造成管道输量降低和能量消耗增加，而高聚物减阻法是在流体中注入少量的高分子聚合物，使之在紊流状态下降低流动的阻力。 发展历史 20世纪60年代末，美国Conoco公司研制成CDR-101型减阻剂，1972年取得专利，1977～1979年间首次商业化应用于横贯阿À斯加的原油管道的越站输送及提高输量方面，并取得巨大成功。1981年又研制成功CDR-102型减阻剂，比CDR-101型的性能成数倍地提高。20世纪80年代初，开展了成品油管道的减阻试验，用于汽油、煤油、柴油和NGL、LPG的减阻，到1984年正式在成品油管道上应用。70年代中期，美国Shellco公司和加拿大Shell Inc公司提出申请减阻剂专利。1983年，美国Atlantic Richfield co公司研制出Arcoflo减阻剂产品，加入5ppm即可达到20%的减阻效果。 减阻聚合物的生产条件很难控制，国际上只有极少数公司垄断了这项技术，其代表是美国的Conoco公司和Baker Hughes公司，他们的产品基本上代表了目前世界上减阻剂生产工艺的最高水平和发展方向。 1982年，我国浙½大学开始国产减阻剂的开发和试验工作，1985年进行了EDR 型减阻剂的试生产，并在国内原油管道上进行了中型试验，产品性能已达到国外70年代初期水平。1984年，成都科技大学也发表了PDR型减阻剂的研制成果，以上两校的试验，都曾采用过柴油和煤油等成品油。近年来，中国石油管道公司管道科技研究中心开展了减阻剂的研究工作，并取得了成功，其EP系列减阻剂产品的性能已经达到国际同类产品的
流体流动阻力的测定化工原理实验报告
北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2008.10.29 班 级： 化工0602 姓 名：许兵兵 学 号： 200611048 同 组 人 ：汤全鑫 阮大江 阳笑天 流体流动阻力的测定 摘要 ● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数（光滑管、粗糙管和层流管）。 ● 测定湍流状态不同（ε/d）条件下直管段的摩擦阻力系数（突然扩大管）。 ● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。 ● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。 关键词 流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab 一、实验目的 1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法； 2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ； 3、测定层流管的摩擦阻力 4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系 5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。 二、实验原理 不可压缩流体（如水），在圆形直管中作稳定流动时，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大和弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然发生变化，产生局部阻力。影响流体流动阻力的因素较多，在工程研究中，利用因次分析法简化实验，引入无因此数群 雷 诺 数： μρ du = Re 相对粗糙度： d ε 管路长径比： d l 可导出： 2)(Re,2u d d l p ??=?εφρ 这样，可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系： 22u d l p H f ? ?=?=λρ
因此，通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数，即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。 在湍流区内，λ = f（Re ，ε/ d ），对于光滑管大量实验证明，当Re 在3×103至105的范围内，λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式，即： 25 .0Re 3163.0=λ 对于层流时的摩擦阻力系数，由哈根—泊谡叶公式和范宁公式，对比可得： Re 64=λ 局部阻力： f H =2 2 u ?ξ [J/kg] 三、装置和流程 四、操作步骤 1、启动水泵，打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀，关闭其它管路的开关阀和切换阀； 2、排尽体系空气，使流体在管中连续流动。检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U 形压差计的两液面是否水平； 3、调节倒U 型压差计阀门1、2、3、 4、5的开关，使引压管线内流体连续、液柱等高； 4、打开流量调节阀，由大到小改变10次流量（Re min ＞4000）,记录光滑管压降、孔板压降数据； 5、完成10组数据测量后，验证其中两组数据，确保无误后，关闭该组阀门； 6、测量粗糙管（10组）、突然扩大管（6组）数据时，方法及操作同上； 7、测量层流管压降时，首先连通阀门6、7、8、9、10所在任意一条回流管线，其次打开进入高位水灌的上水阀门11，关闭出口流量调节阀16； 8、当高位水灌有溢流时，打开层流管的压降切换阀，对引压管线进行排气操作； 9、打开倒U 型压差计阀门5，使液柱上升到n 型压差计示数为0的位置附近，然后关闭该阀门，检 图1 流体阻力实验装置流程图 1． 水箱 2．离心泵 3．孔板流量计 4．管路切换阀 5．测量管路 6．稳流罐 7．流量调节阀
减阻剂对血液循环的作用
减阻剂对血液循环的作用 刘强邵洪 关键词减阻聚合物 微循环 多糖类 中国图书资料分类号 1 年× 开创了对减阻现象和减阻剂的研究?摩擦压降 或摩擦阻力 限制了流体在管道中的流动 造成管道输量或能量消耗增加?在流体中注入少量的高分子聚合物 能在湍流状态下降低流动阻力 这种效应即高聚物减阻?用于降低流体流动阻力的化学制剂即为减阻剂 或减阻聚合物 ∏ 简称? ° ?目前 有关聚合物减阻现象的研究已经成为一门涉及到流体力学!流变学!高分子溶液和高分子化学的边缘学科 而减阻剂的应用也成为独特的综合性工程? 减阻剂对血液循环的作用及其机制 研究发现某些大分子物质具有一定的减阻性能和黏弹性 注入血液后 在极低用量 纳摩尔级 的情况下 即可明显改善不同动物模型的血流动力学 如 在不升高动脉血压的情况下 增加心输出量!动脉血流速度和组织微循环灌注 降低出血性休克模型动物的死亡率 增加和改善正常小鼠以及糖尿病模型动物的微循环 明显提高动物的运动能力 并且减少严重缺氧导致的死亡率?研究发现 无论是天然来源的或合成的不同化学结构的? ° 分子量在 ?以上 在实验中都具有相似的改善血液循环的作用 减阻性能 因此 在血管内发挥减阻性能!增加组织灌注的性能 极有可能由? ° 的物理性质所决定 而不依赖其化学特性≈ ? 自上世纪 年代 欧美一些国家 前苏联和美国等 的学者开始对线性大分子增加血液的流动性这一现象展开了研究 并尝试阐述其机制? 认为这些溶于血液的低浓度大分子物质能有效减少血液湍流的/阻力0 使保持一定的流速所消耗的能量少于纯溶剂流体 即/× 0?° 等发现秋葵中的多糖成分能明显改善血流动力学和血液流变学 提高心输出量 他们认为多糖降低了血液的黏滞度 从而带来此效应 然而 血液黏滞度的降低只能归咎于血细胞聚集程度的减少 没有其他物质既能减少血细胞的聚集 又能改变血流动力学 而且 血液在血管中并非呈湍流的形式流动 所以? ° 对血液循环的改善和促进作用 很难单纯地用上述机理完全解释?有实验显示 很少量的减阻聚合物可以显著减低血管阻力 同时血管张力并没有改变 能够增加外周血管的血流速度 ? 倍 这个现象很难用血管扩张的效应来解释 模拟真实血流动力学的状态下 发现? ° 明显减轻由于血管分叉和不同血管几何外形造成的血流流分离的程度 减少局部漩涡的产生和血液流动的阻尼 降低流体流动的能耗 在相同的血压下 血液流动更为顺畅 由于? ° 的作用 降低了沿动脉血管血压的压力降低值 从而前毛细血管的血压上升 促进更多功能性毛细血管网的开放 增加组织的血液灌注 改善微循环?此外 ? ° 可能对位于微血管中红细胞的流动行为有重要影响?研究发现 红细胞悬液在微管里流动时 在近管壁处会产生一个相对无细胞的区域 这种现象被称为/血浆撇清0 2 加入? ° 可以明显减少靠近管壁处的不含红细胞血浆层的厚度 使红细胞重新分布 更加贴近血管壁 使得在动脉及毛细血管中血液 气体交换更便利 另外 由于? ° 衰减了/血浆撇清0效应 造成血管局部的红细胞计数增加 相应血液的粘滞度上升 血流与管壁间的剪切力增大 可以促进微血管释放血管扩张因子 进而增加侧支循环和组织的灌流量?? ° 增加微循环的血流速度 还与其改变红细胞的变形能力有关 √ 等把聚环氧乙烷 ? °∞ )))一种减阻聚合物加入鼠红细胞悬液后 经过特别设计的滤过器 采用红细胞滤过指数 ? ≤? 评价红细胞的变形能力 结果显示? ° 显著提升了红细胞的 ≤? 1 ? 1 ?σ 1 ? 1 Π 1 在某些病理状况下 ? ° 减少了在毛细血管中红细胞的淤滞现象 增加血液流速和氧气供应 组织代谢得以部分恢复?? ° 单独使用可以明显改善机体大体血液循环和组织微循环 在临床使用的人造血液 含全氟化合物 中添加微量? ° 能明显增加氧气载体输送气体的能力 提供给组织相对正常的供氧水平?器官和组织的氧供应量 ? 可用公式? ??≤表示 ?为血液流速 ≤为每单位体积血液氧含量?加快血液循环 改善组织灌注 可以提高氧气载体的工作效率 在大大减少全氟化合物使用 ? 减至 ? 的同时 仍能使组织获得满意的氧气供给?因此 这一方法可以减少氧气载体的使用 降低生产成本 更重要的是降低了过多使用氧气载体而对人体 作者简介 刘强 医学硕士?主要从事创伤救治和药物开发研究 作者单位 成都地奥集团学术部 刘强!邵洪
减阻剂--滑溜水压裂
减阻剂--滑溜水压裂 滑溜水压裂液是指在清水中加入少量的滑溜水压裂用减阻剂，一定量支撑剂以及表面活性剂、黏土稳定剂等添加剂的一种压裂液，又叫做减阻水压裂液。 由于滑溜水压裂施工中泵速较大，因而会产生较高摩阻。作为减阻水体系的主剂，压裂用减阻剂的作用是减少压裂液流动时的摩擦系数，从而减少施工压力。 为了达到现场大排量条件下即配即用的目的，减阻剂不仅应具有较高的减阻性能，还应具有较好的溶解分散性能。 1、分散性能：减阻剂的分散性能可以用分散时间来表征，分散时间是指减阻剂聚合物完成溶解、破乳并且聚合物分子完全展开达到最大黏度所需要的时间，新乡市京华净水材料有限公司生产的乳液减阻剂，分散快且无需破乳，分散性能好。 2、减阻性能：减阻剂的减阻性能具体表现为减阻剂溶液流速加快和摩阻压降减少：当输送压力一定时，减阻效果表现为流速的增加；当流量一定时，减阻效果则表现为摩阻压降的减少。新乡市京华净水材料有限公司生产的乳液减阻剂，价格低、用量少，且减阻效果可达60%以上。 近年来，页岩气能源的开采在中国受到越来越高的重视，作为北美地区页岩气体积改造的关键技术，滑溜水压裂液在中国具有广阔的应用前景。 滑溜水压裂的优势： 1、传统的凝胶压裂液体系使用较高浓度的凝胶，这些凝胶的残留物以及在压裂过程中产生的滤饼会堵塞地层并降低裂缝导流能力。而滑溜水压裂液中只含有少量的减阻剂等添加剂，并且易于返排，大大降低了地层及裂缝伤害，从而有利于提高产量。 2、滑溜水压裂液中的化学添加剂及支撑剂的用量较少，可节省施工成本40%～60%。由于成本的降低，许多原来不具商业开采价值的储层便可以得到开发。 3、减阻水能够产生复杂度更高体积更大的裂缝网络。这是由于减阻水具有较低的黏度以及施工时的泵入速率较高。裂缝复杂度和体积的提高增加了储层的有效增产体积，使得产量增加。 4、由于减阻水中添加剂含量少，较为清洁，因此更易于循环利用 滑溜水压裂优势总结：减阻水压裂液的优点是减阻效果好、低伤害、低成本、产生的裂缝网络复杂度高体积大、易于循环利用。
流体流动阻力测定实验
实验报告 项目名称：流体流动阻力测定实验 学院： 专业年级： 学号： 姓名： 指导老师： 实验组员： 一、实验目的 1、学习管路阻力损失h f和直管摩擦系数λ的测定方法。 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系及其变化规律。 3、学习压差测量、流量测量的方法。了解压差传感器和各种流量计的结构、使用方法 及性能。 4、掌握对数坐标系的使用方法。
二、实验原理 流体在管道内流动时，由于黏性剪应力和涡流的存在，会产生摩擦阻力。这种阻力包括流体流经直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或管子大小形状改变所引起的局部阻力。 流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： h f = ρf P ?=2 2 u d l λ （4-1） 式中： -f h 直管阻力，J/kg ； -d 直管管径，m ； -?p 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 直管管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3； -λ摩擦系数。 滞流时，λ= Re 64 ；湍流时，λ与Re 的关系受管壁相对粗糙度d ε?的影响，即λ= )(Re,d f ε。 当相对粗糙度一定时，λ仅与Re 有关，即λ=(Re)f ，由实验可求得。 由式（4—1），得 λ= 2 2u P l d f ???ρ （4-2） 雷诺数 Re =μ ρ ??u d （4-3） 式中-μ流体的黏度，Pa*s 测量直管两端的压力差p ?和流体在管内的流速u ，查出流体的物理性质，即可分别计算出对应的λ和Re 。 三、实验装置 1、本实验共有两套装置，实验装置用图4-2所示的实验装置流程图。每套装置中被测光滑直管段为管内径d=8mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管；被测粗糙直管段为管内径d=10mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管 2、 流量测量：在图1-2中由大小两个转子流量计测量。 3、 直管段压强降的测量：差压变送器或倒置U 形管直接测取压差值。
流体管路流动阻力系数的测定
五、数据处理 1、局部阻力管的原始数据以及相关处理数据 局部阻力管（不锈钢+闸阀） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm 2、光滑管的原始数据以及相关处理数 光滑管（不锈钢） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3 管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm
3、粗糙管的原始数据以及相关数据处理 粗糙管（镀锌铁管） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3Pa·s 测量段长度：1000mm
4、根据计算所得的粗糙管和光滑管的实验结果，在同一对数坐标上绘制曲线： 对照《化工基础》教材上的曲线图（如下）,估算出两管的相对粗糙度和绝对粗糙度
已知光滑管和粗糙管的管内径都为20mm,将光滑管和粗糙管的λ和Re值代入上图可估算为粗糙管的相对 粗糙度为0.004，绝对粗糙度约为0.00008；光滑管的相对粗糙度约为0.0001，绝对粗糙度约为0.000002。 5、数据方法示例： （1）湍流时流量、流速、以及摩擦力系数的计算取光滑管第一组的数据示例 已知: 光滑管（不锈钢）18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃ 水的粘度：1.0559×10-3Pa·s 测量段长度L：1000mm,其中，λ为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径， ?p为流体流经 L m 光滑管两端的压力 又有： 流量q v =0.5m3/h 流速 u=q v / A = 4 q v / ∏d2 = 4×0.5/3600×3.14×0.022 m/s = 0.4423≈0.44 m/s 雷诺数 Re=dup /μ=(0.02*0.44*998.2)/0.0010599=8287.73 摩擦阻力系数由?p =ρLλl u2 / 2d得 λ=2d ?p/ρLu2 = 2×0.02×147.13÷(998.2×1×0.442) = 0.03045357 ≈ 0.3045 其中，λ为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径?p为流体刘晶L m光滑管两端的压力
成品油管道应用减阻剂研究
第28卷第1期 油 气 储 运实验研究 成品油管道应用减阻剂研究 戴福俊3(中国石化销售有限公司华南分公司) 鲍旭晨 张志恒 李春漫 刘 兵 徐海红(中国石油管道研究中心) 戴福俊 鲍旭晨等:成品油管道应用减阻剂研究,油气储运,2009,28(1)19～23。 摘 要 依据减阻剂减阻机理、室内试验及现场应用情况,确定了减阻剂应用效果、管道流态和减阻剂结构必须具备的三个条件,给出了提高减阻率或增输率的方法。分析了减阻剂对成品油品质的影响,提出了实现减阻增输和水力越站时应注意的事项。 主题词 成品油 管道 减阻剂 减阻 效果 分析 应用 一、前 言 近年来,我国的成品油管道建设取得了飞速发展,已建成的长距离成品油管道约7000km ,计有兰成渝管道(长为1247km )、乌兰管道(长为1842km )、珠三角(总长为2890km )以及西南管道等。“十一五”期间,我国预计新建成品油管道约10000km ,新增输油能力约8400×104t/a ,将逐渐形成成品油管道运输网络。因此,保障成品油管道安全、高效运行非常重要。减阻剂是一种超高分子量(>106)的单长链聚合物,在湍流液体管道中只需注入微量减阻剂,便可获得明显的减阻增输效果,经济效益可观。减阻剂减阻技术具有简便、安全、灵活和成本低的特点。油品管道应用减阻剂已有近30年的历史。1979年美国CONOCO 公司首次成功地在横贯阿拉斯加的原油管道上应用了减阻剂。1986年我国第一次在铁大线上进行了减阻剂应用现场试验,此后在多条管道上应用,减阻增输效果明显。但是,减阻剂在成品油管道上应用较少,至今仅在西南和兰成渝等管道上进行了现场试验。二、减阻剂应用效果分析 (1)降低新建管道的固定投资。由于减阻剂可在保持输量不变的条件下明显降低沿程摩擦阻力,因此在保证设计输量的前提下可以降低输油泵规 模,减小管径或壁厚。 (2)提高在役管道的输油量。在管段两端压差 不变的情况下,注入减阻剂可以提高输量。对于单 泵站输油管道,只需在出站口注入减阻剂;对于多泵 站输油管道,由于各站段的最大可行输量不同(由各 站段的最高出站压力和最低进站压力所决定),因此 存在最大可行输量最低的站段,称为“瓶颈段”,“瓶 颈段”的最大可行输量就是全线的最大可行输量。 若在“瓶颈段”注入减阻剂提高输量,则全线最大可 行输量也将得到提高。但此时又存在新的“瓶颈 段”,若想继续提高输量,则应在新的“瓶颈段”处注 入减阻剂。 (3)确保已腐蚀管道的安全运行。埋地管道受 周围土壤和管内油品中腐蚀性物质的影响,管壁内 外表面都会受到腐蚀,使管壁变薄,耐压能力下降。 注入减阻剂后,既可以维持原输量,又可使出站压力 明显降低,从而保障管道运行安全。 (4)避免在自然条件恶劣地区建泵站。长输管 道沿途会经过沙漠、沼泽、高山、严寒等自然条件恶 劣的地区。从交通、生产、安全和生活等方面考虑, 在这些地区应尽量不建或少建输油泵站。应用减阻 剂可以明显降低沿程摩阻,因而在输量和出站压力 不变的情况下能够延长站间距,并合理调整管道参 数,可以达到在某一区域不建或少建泵站的目的。 (5)满足油泵轮换维修和连续输油的需要。一 个输油站通常为多台油泵同时运行,应用减阻剂可 以减少运行泵的数量,增加备用泵数量,避免出现因 泵故障而停输的危险。 3511455,广东省广州市南沙区黄阁镇小虎大道小虎油库;电话:(020)39916188。 ?91?
流体流动阻力实验
实验一 流体流动阻力实验 一、实验目的 1、学习直管摩擦阻力f P ?、直管摩擦系数λ的实验方法； 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系及其变化规律； 3、学习局部阻力的测定方法； 4、学习压强差的几种测量方法和技巧； 5、掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 1． 直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 （1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 2 2 u d l P h f f λρ=?= （2） 整理（1）（2）两式得 2 2u P l d f ???=ρλ （3） μ ρ ??= u d Re （4） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ；
-ρ流体的密度，kg / m 3 ； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。 在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 f P ?与流速u （流量V ）之间的关系。 测得一系列流量下的f P ?后，根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（4）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 2. 局部阻力系数ζ的测定 2 2 'u P h f f ζρ =?= ' （5） 2'2u P f ?????? ??=ρζ （6） 式中：-ζ局部阻力系数，无因次； -?'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ； -'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。 图3 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a ’和b-b ＇，见图3，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇ 则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇
流体流动阻力的测定
实验一流体流动阻力的测定 一、实验目的 1. 学习液压计及流量计的使用方法； 2.识别管路中的各个管件、阀门并了解其作用； 3.测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺数的关系； 4.测定90。标准弯头的局部阻力系数。 二、实验原理 1. 摩擦系数的测定方法 直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度（ε/d）的函数，即λ=Ф(Re, ε/d),因此，在相对粗糙度一定的情况下，λ与Re存在一定的关系。根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在以下关系： (1-1) 式中：h f 阻力损失，J/N; L管段长度，m; d管径，m; u流速，m/s; 摩擦系数; g重力加速度，m/s2。 流体在水平均匀直管中作稳态流动时，由截面1流动到截面2时的阻力损失体现在压强的降低，即 (1-2) 两截面之间管段的压强差(P1-P2)可以用U形压差计测量，故可以计算出h f 。 用涡轮流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知管径的情况下流速可以通过体积流量来计算，由流体的密度ρ、粘度μ，因此，对于每一组测得的数据可以分别计算出对应的λ和Re。 2. 局部阻力系数的测定 根据局部阻力系数的定义： (1-3) 式中：ζ—局部阻力系数。 实验时测定流体经过管件时的阻力损失h f及流体通过管路的流速u，其中阻力损失h f可以应用机械能衡算方程由压差计读数求出，再由式(1-3)即可计算出局部阻力系数。在测定阻力损失时，测压孔不能紧靠管件处，因为在紧靠管件处压强差难以测准。通常测压孔都开设在距管件一定距离的管子上，这样测出的阻力损失包括了管件和直管两部分，因此计算管件阻力损失时应扣除直管部分的阻力损失。
多功能滑溜水减阻剂的制备及性能评价
第36卷第1期2019年3月25日 油田化学 Oilfield Chemistry Vol.36No.125Mar，2019 文章编号：1000-4092（2019）01-048-05 多功能滑溜水减阻剂的制备及性能评价 * 何 静1，王满学2，吴金桥1，王 敏1 （1.陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西西安710075；2.西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065） 摘要：为获得滑溜水压裂液优良的减阻性，以柴油为分散介质、失水山梨醇单油酸酯和聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯为复配乳化剂、过硫酸钾和偶氮二异丁腈为引发剂，以丙烯酰胺（AM ）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS ）和α-十二烯（EA ）为反应单体，采用反相乳液聚合的方法制备了滑溜水减阻剂DGSA-1。用红外光谱仪对合成产物的结构进行了表征。通过测定减阻剂水溶液的特性黏数，对减阻剂制备条件进行了优选，研究了减阻剂的抗盐性、表面活性和减阻性。结果表明，在AM 、AMPS 、EA 3种物质摩尔比为1.1∶1∶0.1、引发剂用量占单体总质量的0.048%、复配乳化剂的HLB 值（表面活性剂的亲水亲油平衡值）为5.5、反应温度55℃、反应时间6h 的条件下制备的滑溜水减阻剂DGSA-1的减阻效果最佳。DGSA-1减阻剂具有分散溶解性好、抗盐、高效减阻和低表界面张力的特性。0.15%DGSA-1水溶液的黏度在2min 内达到最大，减阻率为73.2%，减阻性能优于国内外同类产品。图3表2参16 关键词：压裂液；滑溜水；减阻剂；反相乳液聚合中图分类号：TE357.1+2 文献标识码：A DOI：10.19346/https://www.360docs.net/doc/b85066079.html,ki.1000-4092.2019.01.010 * 收稿日期：2018-04-04；修回日期：2018-09-03。 基金项目：陕西省重点实验室建设课题“陕西省陆相页岩气成藏与开发重点实验减阻剂研究”（项目编号2016SZS-06）。 作者简介：何静（1988-），女，工程师，西安石油大学石油与天然气工程专业硕士（2015），从事油田压裂工作液优化和添加剂评价研发工 作，通讯地址：710075西安市雁塔区科技二路75号陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院分析实验中心，E-mail ：Hejing88950095@https://www.360docs.net/doc/b85066079.html, 。 滑溜水压裂是开发页岩等非常规油气资源的一种有效增产措施。减阻剂是滑溜水的主要成分，其性质直接影响滑溜水压裂液的质量［1-2］。乳液型聚丙烯酰胺类高聚物是滑溜水压裂液中使用最为广泛的减阻剂之一，具有减阻效果好和加量低等优点［3-4］。魏娟明等［5-8］以丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料，采用反相乳液聚合法制备的减阻剂的减阻率达到65%以上。王娟娟等［9］以过硫酸铵为引发剂，用丙烯酰铵、丙烯酸与自制单体制得三元共聚白色胶乳状减阻剂，减阻剂加量为0.2%时的减阻率为70%。笔者利用反相乳液聚合方法，通过引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和非离子型复合乳化剂制得滑溜水减阻剂。通过测定减阻剂水溶液的特性黏数，对减阻剂制备条件进行了优选；研究了减阻剂的抗盐性、表面活性和减阻性。 1 实验部分 1.1 材料与仪器 丙烯酰胺（AM ）、氢氧化钠（NaOH ）、乙二胺四 乙酸（EDTA ）、失水山梨醇单油酸酯（Span80）、聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯（Tween60）、偶氮二异丁氰（AIBN ）、过硫酸钾，均为化学纯，西安化学试剂厂；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS ）、α-十二烯（EA ），工业级，山东宇田化工有限责任公司；助排剂YCZP-1（两性离子表面活性剂），延长丰源公司；柴油，延长石油炼化公司；国外减阻剂：聚丙烯酰胺类共聚物，固含量≥30%，相对分子质量895×104，乳液聚合物黏度（25℃）为732mPa ·s ；国内减阻剂：固含量≥30%，相对分子质量721×104，乳液聚合物黏度为920mPa ·s ，西安卡里油田技术有限公司。流
减阻剂在原油管道运行中的应用 戴超
减阻剂在原油管道运行中的应用戴超 摘要：在输油生产过程中，使用减阻剂可以有效的提升管道输送能力，是一种 常用的输送工艺。文章对原油管道添加减阻剂进行了现场实验分析，研究了减阻 剂添加后对管道运行的影响。通过对实验进行分析可以，减阻剂的使用可以有效 的提升管道输送能力，满足了炼化企业原油加工需求，提升了企业生产运行调节 和管理水平。 关键词：原油管道；减阻剂；增输 一、HG减阻剂现场试验 以A、B、C三处为试验对象，在原油管道进行了添加减阻剂运行的现场试验，并获得了完满成功。 ①确定减阻剂注入点。为确保减阻效果，减阻剂注入点应尽可能避开弯头、 阀门等节流设备，注入点后不应有可对减阻剂产生严重剪切的设备。因此，注入 点选择在输油泵后出站直管段。注入管线为DN57mm至DN15mm的变径管线。 ②对管线进行停输密闭开孔作业，安装高压阀门。 ③在添加HG减阻剂输送现场试验期间，分三个阶段实施，第一阶段是在仪征、和县、无为、怀宁四站满负荷运行，最大限度的提高输送能力，使进站压力 尽可能低，出站压力尽可能高，稳定后采集未加剂情况下的空白基础数据；第二 阶段，考察四站同时添加浓度为10mg/L情况下的减阻和增输效果；第三阶段， 考察四站同时添加浓度为15mg/L情况下的减阻和增输效果。 第一阶段:输送鲁宁油和进口油的比例为1:1.5，混油密为886kg/m3 当仪征--黄梅管段不加减阻剂时，全线最大输量稳定运行时，管线平均流量为3699m3/h。仪征干线的输量为7.86万吨/天，安庆支线的输量为1.36万吨/天， 九江支线的输量为1.35万吨/天，武汉支线的输量为1.98万吨/天，洪湖支线的输量为0.93万吨/天，长岭的输量为2.24万吨/天。仪长线全线外管道的总压降为43.91 MPa，其中仪征---黄梅外管道的总压降为21.06MPa。 第二阶段:加入H(}减阻剂浓度为10mg/L运行后，全线最大输量稳定运行时， 管线平均流量为3954m3/h ,管线的实际增输率为6.89%。仪征干线的输量为8.41 万吨/天，安庆支线的输量为1.35万吨/天，九江支线的输量为1.31万吨/天，武 汉支线的输量为2.17万吨/天，洪湖支线的输量为0.97万吨/天，长岭的输量为 2.61万吨/天。仪长线全线外管道的总压降为4 3.14MPa，其中加剂段仪征---黄梅 外管道的总压降为18.70MPa。 第三阶段:加入HG减阻剂浓度为15mg/L运行后，全线最大输量稳定运行时，管线平均流量为4033m3/h,管线的实际增输率为9.03%。仪征干线的输量为8.57 万吨/天，安庆支线的输量为1.34万吨/天，九江支线的输量为1.41万吨/天，武 汉支线的输量为2.20万吨/天，洪湖支线的输量为0.9 3万吨/天，长岭支线的输 量为2.69万吨/天。仪长线全线外管道的总压降为42.96MPa，其中加剂段仪征-- 黄梅外管道的总压降为18.87MPa。 二、管道运行数据分析 2.1增输效果分析 增输率计算公式： 对于添加减阻剂的同一管道而言，λ可以认为基本不变，L和d是一定的，这样沿程摩阻 损失h之和输量Q有关系，即h与Q的平力成正比。而对于在水力光滑区正常运行的管道，
流体流动阻力的测定
实验名称：流体流动阻力的测定 一、实验目的及任务： 1.掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。 2.测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管的局部阻力系数。 3.验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数和相对粗糙度的函数。 4.将所得光滑管的方程与Blasius方程相比较。 二、实验原理： 流体输送的管路由直管和阀门、弯头、流量计等部件组成。由于粘性和涡流作用，流体在输送过程中会有机械能损失。这些能量损失包括流体流经直管时的直管阻力和流经管道部件时的局部阻力，统称为流体流动阻力。 1.根据机械能衡算方程，测量不可压缩流体直管或局部的阻力 如果管道无变径，没有外加能量，无论水平或倾斜放置，上式可简化为： Δp为截面1到2之间直管段的虚拟压强差，即单位体积流体的总势能差，通过压差传感器直接测量得到。 2.流体流动阻力与流体性质、流道的几何尺寸以及流动状态有关，可表示为： 由量纲分析可以得到四个无量纲数群： 欧拉数，雷诺数，相对粗糙度和长径比
从而有 取，可得摩擦系数与阻力损失之间的关系： 从而得到实验中摩擦系数的计算式 当流体在管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用压差传感器测出两个截面的静压差，即可求出流体的流动阻力。根据伯努利方程摩擦系数与静压差的关系，可以求出摩擦系数。改变流速可测得不同Re下的λ，可以求出某一相对粗糙度下的λ-Re关系。 在湍流区内摩擦系数，对于光滑管（水力学光滑），大量实验证明，Re 在氛围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即 对于粗糙管，λ与Re的关系以图来表示。 3.对局部阻力，可用局部阻力系数法表示： 对于扩大和缩小的直管，式中的流速按照细管的流速来计算。 对一段突然扩大的圆直管，局部阻力远大于其直管阻力。由忽略直管阻力时的伯努利方程 可以得到局部阻力系数的计算式： 式中，、分别为细管和粗管中的平均流速，为2,1截面的压差。 突然扩大管的理论计算式为：ζ（），、分别为细管和粗管的流通
减阻剂
减阻剂 （兰州输油气公司张家川维抢修队甘肃天水 745000） 摘要：用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂(drag reducing agent)，简称DRA。减阻剂广泛应用于原油和成品油管道输送，它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。作者在《浅谈减阻剂》一文中介绍了减阻剂的发展历史、减阻机理、生产工艺、新动向及在国内外输油管道应用的实例；分析了在输油管道中应用减阻剂的优势。 关键词：流体减阻剂降耗聚合物 前言 流体的摩擦阻力限制了流体在管道中的流动，造成管道输量降低和能量消耗增加，而高聚物减阻法是在流体中注入少量的高分子聚合物，使之在紊流（速度、压强等流动要素随时间和空间作随机变化，质点轨迹曲折杂乱、互相混掺的流体运动。）状态下降低流动的阻力。 主体 一、减阻及减阻剂的发展历史 减阻的概念早在20世纪40年代就已经提出。20世纪初美国纽约的消防队员曾使用水溶性聚合物增加排水系统的流量。1948年Toms（汤姆斯）在第一届国际流变学会议上发表了第一篇有关减阻的论文，文章指出，以少量的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶于氯苯中，摩阻可降低约50%，因此，高聚物减阻又称为Toms（汤姆斯）效应。 20世纪60年代末，美国Conoco(康诺克)公司研制成CDR-101型减阻剂，1972年取得专利，1977～1979年间首次商业化应用于横贯阿啦斯加的原油管道的越站输送及提高输量方面，并取得巨大成功。1981年又研制成功CDR-102型减阻剂，比CDR-101型的性能成数倍地提高。20世纪80年代初，开展了成品油管道的减阻试验，用于汽油、煤油、柴油和NGL（液化天然气）、LPG（液化石油气）的减阻，到1984年正式在成品油管道上应用。70年代中期，美国Shellco（壳牌）公司和加拿大Shell Inc（壳牌）公司提出申请减阻剂专利。1983年，美国Atlantic Richfield co(大西洋富田)公司研制出Arcoflo（艾少芬）减阻剂产品，加入5ppm（百万分之）即可达到20%的减阻效果。 减阻聚合物的生产条件很难控制，国际上只有极少数公司垄断了这项技术，其代表是美国的Conoco(康诺克)公司和Baker Hughes（贝克休斯）公司，他们的产品基本上代表了目前世界上减阻剂生产工艺的最高水平和发展方向。
实验一流体流动阻力的测定
. 化学实验教学中心 实验报告 化学测量与计算实验Ⅱ 实验名称：流体流动阻力的测定 学生姓名：学号： 院（系）：年级：级班 指导教师：研究生助教： 实验日期： 2017.05.26 交报告日期： 2017.06.02
一、实验目的 1.学习直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法； 2.掌握直管摩擦阻力系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系及其变化规律； 3.掌握局部阻力的测量方法； 4.学习压强差的几种测量方法和技巧； 5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 化工管路是由直管和各种管阀件组合构成的，流体通过管内流动必定存在阻力。因此，在进行管路设计和流体机械造型时，阻力大小是一个十分重要的参数。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1.直管摩擦阻力系数与雷诺数的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，对水平等径管道，它们之间存在如下关系： （1-1） （1-2） （1-3） 式中，为直管阻力引起的压头损失，；为管径，；为直管阻力引起的压强降，； 为管长，；为流速，；为流体密度，；为流体的粘度，。 直管摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系，一般可以用曲线来表示。在实验装置中，直管段长度与管径都已经固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直 管段流体阻力引起的压强降与流速（流量V）之间的关系。根据实验数据以及式（1-2）可以计算出不同流速下的直管摩擦系数，用式（1-3）计算对应的，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出两者的关系曲线。