Способ определения эффективности растворов полимеров Советский патент 1974 года по МПК G01N9/32 

1

|- Нестоящее изобретений относит-г ся к экспериывнталБной гидродинамике, а именно, к способам определения эффективности растворов высокомолекулярных соединении, снижающих сопротивление трения.

В последнее время изучение течений слабоконцентрированных водных растворов полимеров обусловлено проявлением при турбулентном режима течения эффекта резкого снижения сопротивления трения при добавлении в потоке капельной жидкости малых количеств некоторых высокополимеоных веществ (например, .полиэтиленоксида).

Установлено, что при течении растворов полимеров (например, при течении в трубах и каналах, при , обтекании тел потоком жидкости) существует оптимальная концентрация,характеризуемая максимальной величиной гидродинамического эффекта.

Для каждого типа полимера существуют свои значения оптимальной концентрации.

Известен способ оценки эффект вности растворов полимеров: по опрв делению- величины снижения сопротивления при турбулентном течении в 5 трубах, или величины снижения сопро тивления при турбулентном течении между вращающимися цилиндрами, или величины снижения сопротивления при подаче раствора в пограничный

0 слой, оОтекаемого внешним потоком.

Изменения сопротивления заыеря ют при различных концентра11иях поли нара.

Недостатком известного способа является сложность оборудования, необходимость затратыбольшого количества времени для выявления оптимальной концентрации, большие расходы полимера при испытаниях.

0 С целью повышения скорости определения замеряют средний расход раствора полимера разных концентра ций при пульсирующем ламинарном течении в круглой цилиндрической тру5 (5в, сравнивают его со средним расходом воды при том же напоре и той же частоте пульсаций и затем опред ляют концентрацию раствора по максимальному отношению расхода раств ра к расходу воды, Пульсир;у ОЩ8е ламинарное движение жидкости в труое может быть получе но, например, за счет сжимания и разжимания с заданной частотой о) эластичной вставки круглой цилин- дрической трубы при помощи пульсатора. При этом перепад давления по длине трубы является некоторой фун кцией от времени и продольной коор динаты, направленной вдоль оси тру бы. На фиг.1-2 приведена схема реализации данного способа. Характер изменения относитель ного расхода жидкости в зависимости от концентрации полимера показан на фиг.1. По оси абсцисс этого графика отложена концентрации раствора С (%} Б логарифмическом масштабе, а по оси ординат - отношение расхода раствора полимера Чраств. Р сходу чистой воды д,дрд при фиксированной частоте пульсаций &) При пульсирующем ламинарном движении раствора полимера имеет место явление изменения среднего расхода по сравнению с водой. При увеличении концентрации раствора разница между расходами воды и раствора возрастает, достигает максимума, зависяш,его от вида полимора, а затем начинает уменьшаться вследствие резкого увеличения вязкости раствора, что свидетельствует о возможности довольно быстро и просто определять оптимальную концентрацию растворимого вида полимера, а также производить сравнение эффективности различных видов полимеров на одной экспериментальной установке. Определение эффективности про изводят в следующем порядке: а)замеряют средний расход при течении по трубе чистой воды .при фиксированной частоте пульсаW ; б)замяряют средний расход пр же частоте о) , но при добавла НИИ различных количеств полимера (начиная с малых концентраций); в)строят график Аеаств,:, f (С) г) определяют максимальную величину о , соответствующую оптимальной концентрации .Все измерения проводят при фиксированном напоре с жидкостью. Эффективность полимера тем вцше, чемвыше при меньшей концентрации С. Эксперимент заключается в определении времени t , необходимого для понижения уровня в баке от Ну 0,48 м до Нр 0,46 м при заданной частоте ю для раство ров полимеров различных концентраций.-Зная время i , можно вычио лить средний расход жидкости Q по оечению трубы. При этом эксперимент построен таким образом, что время понижения уровня в баке на 0,02 м намного больше периода пульсирующего движения жидкостИд т.е. . . При со О в трубе имеет место установившийся даыинарный режим с числом Рейнольдса Re 432. Испытания проводят на растворах полиокса и гуар-гама при (рис. 2) По оси абсцисс этого графика отложена концентрация раствора С в логарифмическом масштабе, а по оси ординат - отношение раствора полимзра йраств. в расходу чистой воды d вод при одной и той же частоте .ч тр I При - сек. .увеличении концентрации расхода полимера, начиная с О О (это соотвв тствует чистой воде), разница между расходами воды и раствора полимера возрастает, достигает некоторого ыа ксимума, зависящего от вида полиывч ра, а затем начинает уменьшаться вследствие резкого увеличения вязкости раствора. Наибольшее изменение среднего расхода жидкости по сечению трубы происходит для гуаргама в пределах к-онцентоации порядка С % А С i для полиокса. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения эффективности растворов полимеров путем изм зpeния расходов исследуемого раствора и воды и расчета концентрации по отношению расходов,о т личающийся тем, что, с

целью повышения скорости определения, раствор полим фа подают в режйие пульсир;$гю цего ламинарного течения.

бода

10 W W W 7ДРастворu.f