Khảo sát thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giảm lực cản của dung dịch surfactant

Trong nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát các ảnh hưởng của đường kính ống và nồng độ surfactant, counter-ion đến khả năng giảm lực cản của dòng dung dịch surfactant trong đường ống có mặt cắt hình tròn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giảm lực cản của dung dịch surfactant BÀI BÁO KHOA HỌC KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG GIẢM LỰC CẢN CỦA DUNG DỊCH SURFACTANT Nguyễn Anh Tuấn1, Nguyễn Trọng Dũng1 Tóm tắt: Hiện tượng giảm lực cản của dung dịch surfactant trong dòng chảy rối bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ, đường kính ống, nồng độ counter-ion, lối vào. Trong nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát các ảnh hưởng của đường kính ống và nồng độ surfactant, counter-ion đến khả năng giảm lực cản của dòng dung dịch surfactant trong đường ống có mặt cắt hình tròn. Kết quả thực nghiệm dùng thảo luận về khả năng ứng dụng hiện tượng giảm lực cản của các dung dịch surfactant trong các điều kiện khác nhau. Từ khoá: giảm lực cản, surfactant, dòng chảy rối, đường kính ống, counter-ion. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * ống và nồng độ surfactant, counter-ion đến hiện Giảm lực cản là hiện tượng ma sát của dòng tượng giảm lực cản của chất có hoạt tính bề mặt chất lỏng chảy rối trong đường ống giảm khi surfactant đối với dòng chất lỏng chảy rối trong thêm một lượng nhỏ chất phụ gia trong dòng ống tròn kín. chảy. Khi đó, tổn thất áp suất trên đường ống 2. THIẾT LẬP THÍ NGHIỆM vận chuyển giảm, điều này đồng nghĩa với năng 2.1. Mô hình thí nghiệm lượng yêu cầu để vận chuyển chất lỏng cũng Nguyên lý vận hành của hệ thống: dung dịch giảm, hay nói cách khác là công suất của bơm trong bể chứa được bơm (sử dụng biến tần điều giảm. Hai loại phụ gia giảm lực cản thường chỉnh vận tốc bơm) qua ống dẫn (bộ đo lưu được sử dụng là các chất polymer và các chất có lượng) tới các ống cần đo (ống Ø18, Ø24). Tại hoạt tính bề mặt surfactant. Hầu hết các nghiên đây, cảm biến áp suất đo độ chênh áp giữa 2 cứu đã công bố đều cho rằng với dòng chảy rối điểm nhất định trên ống, khoảng cách L = 0.5m, khi sử dụng phụ gia polymer đều không có hiện và truyền dữ liệu về thiết bị chuyển đổi, thiết bị tượng giảm lực cản trong khu vực dòng có ứng xử lý dữ liệu kết nối với máy tính và sử dụng suất trượt cao do các phần tử polymer đã bị phần mềm Picolog6 thoái biến khi chịu ứng suất trượt cao. Các chất surfactant lại có cấu trúc nano có khả năng tự sửa chữa sau khi chịu ứng suất trượt cao của dòng chảy rối nên duy trì được khả năng giảm lực cản. Vì vậy, dung dịch surfactant thường được sử dụng làm phụ gia giảm lực cản trong các hệ thống tuần hoàn kín. Tuy nhiên, khả năng giảm lực cản của dung dịch surfactant chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như: nồng độ dung dịch surfactant, counter-ion, mặt cắt hay đường kính ống,… Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát thực nghiệm ảnh hưởng của đường kính 1 Khoa Cơ khí, Đại học Thủy lợi Hình 2.1. Mạch thí nghiệm 208 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (10/2019) - HỘI NGHỊ KHCN LẦN THỨ XII - CLB CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC  V .D Re w  w (1) Trong đó: ʋw - độ nhớt động học của nước, 2 (m /s); D - đường kính ống, (m); V - vận tốc trung bình, (m/s). Hệ số ma sát λ được tính theo công thức: D 2.p  . L  .V 2 (2) Trong đó ∆p là độ chênh áp giữa hai điểm đo có khoảng cách L. Ở vùng chảy tầng, dung dịch surfactant chưa cho thấy sự giảm hệ số ma sát, tại đây hệ số ma sát được xác định theo công thức: ...