減阻劑的減阻機理

 行業(yè)動態(tài)    |      2019-05-20

減阻劑


從事聚丙烯酰胺乳液減阻劑產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售,對于其作用原理了解的越多,越有利于更好的結合客戶需求,開展起銷售工作也會得心應手。聚丙烯酰胺乳液是一種油包水型有機高分子聚合物,是一種多用途的產(chǎn)品,可以作為絮凝劑、減阻劑、增稠劑等。而說到減阻,其機理說法很多,尚無定論。如偽塑說、湍流脈動抑制說、粘彈說、有效滑移說、湍流抑制說等等。


油相減阻劑從其結構看,多數(shù)是流狀鏈或長直鏈少側鏈的高分子聚合物,如CDR102是高分子聚-σ烯烴,分子量為106~107。這種高分子聚合物純劑為橡膠狀固體,作為商品,一般是溶在烴類(煤油)的溶液中。10%的減阻劑溶液呈非常粘稠的粘彈性體,較難流動,可拔成很長的絲。高聚物減阻劑能溶于原-油或油品中,但不溶于水,遇水發(fā)生分子長鏈卷曲。減阻劑溶液呈強牛頓特性,低剪切率下粘度高達3000Pa·S,120℃以下不會分解,比較穩(wěn)定。


減阻作用是一種特殊的湍流現(xiàn)象,減阻效應是減阻影響湍流場的宏觀表現(xiàn),它是一個純物理作用。減阻劑分子與油品的分子不發(fā)生作用,也不影響油品的化學性質,只是與其流動特性密切相關。在湍流中,流體質點的運動速度隨機變化著,形成大大小小的旋渦,大尺度旋渦從流體中吸收能量發(fā)生變形、破碎,向小尺度旋渦轉化。小尺度旋渦又稱耗散性旋渦,在粘滯力作用下被減弱、平息。它所攜帶的部分能量轉化為熱能而耗散。在近管壁邊層內,由于管壁剪切應力和粘滯力的作用,這種轉化更為嚴重。


在減阻劑加入到管道以后,減阻劑呈連續(xù)相分散在流體中,靠本身特有的粘彈性,分子長鏈順流向自然à-伸呈流狀,其微元直接影響流體微元的運動。來自流體微元的徑向作用力作用在減阻劑微元上,使其發(fā)生扭曲,旋轉變形。減阻劑分子間的引力抵抗上述作用力反作用于流體微元,改變流體微元的作用方向和大小,使一部分徑向力被轉化為順流向的軸向力,從而減少了無用功的消耗,宏觀上得到了減少摩擦阻力損失的效果。


在層流中,流體受粘滯力作用,沒有像湍流那樣的旋渦耗散,因此,加入減阻劑也是徒勞的。隨著雷諾數(shù)增大進入湍流,減阻劑就顯露出減阻作用。雷諾數(shù)越大減阻效果越明顯。當雷諾數(shù)相當大,流體剪切應力足以破壞減阻劑分子鏈結構時,減阻劑降解,減阻效果反而下降,甚至完全失去減阻作用。減阻劑的添加濃度影響它在管道內形成彈性底層的厚度,濃度越大,彈性底層越厚,減阻效果越好。理論上,當彈性底層達到管軸心時,減阻達到極限,即最大減阻。減阻效果還與油品粘度、管道直徑、含水、清管等因素有關。


聚丙烯酰胺乳液減阻劑作為一種較先進的油包水水溶性聚合物,無毒無污染,無粉塵,其較快的溶解特性,將大大的縮減配制時間,使用極其方便。與粉體產(chǎn)品對比,溶解快,藥效高,無粉塵無污染,可自動連續(xù)加藥;