ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЕЙ НА СВОЙСТВА НЕНЬЮТОНОВСКИХ НЕФТЕЙ Меликов Р.Х.

Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности


Номер: 7-2
Год: 2017
Страницы: 9-13
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

неньютоновская нефть, магнитное поле, электрическое поле, синергетический эффект, реологические свойства, перепад давления, расход жидкости, Non-Newtonian oil, magnetic field, electric field, synergetic effect, rheological properties, pressure drop, liquid flow

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассмотрено влияние магнитных и электрических полей на реологические характеристики нефти. Показано, что с помощью физических полей можно активно воздействовать на свойства жидкостных систем. Наряду с этим доказано наличие синергетических эффектов при совместном влиянии магнитного и электрического полей.

Текст научной статьи

В последние годы довольно широкое распространение получила гипотеза об электрической природе происходящих при магнитной обработке процессов. Такой взгляд на механизм воздействия магнитной обработки на свойства жидкостных систем позволяет заключить, что проявляемые эффекты являются следствием одновременного воздействия на систему как магнитного, так и индуцируемого им электрического полей. Под действием полей двух видов система испытывает действие поверхностных и объемных сил, то есть сил электромагнитной природы. Существует предположение, что эффекты, возникающие при магнитной обработке, реализуются за счет сил, возникающих вследствии взаимодействия электрических токов течения, обусловленных движущимися ионами, с внешними магнитными полями. Исследованиями по влиянию магнитного и электрического полей, а также их совместного воздействия на диспергированные в электролите частицы установлено, что при комбинированном влиянии электрического и магнитного полей изменяются характер обтекания частиц и силы сопротивления трения. Комбинированные магнитные и электрические поля оказывают влияние на процессы кристаллизации водных систем. Таким путем достигается смещение температуры начала кристаллизации в более низкую температурную область в среднем на 6-8°С. Все это позволяет ставить вопрос о применении скрещивающихся магнитных и электрических полей в процессах нефтедобычи. С этой целью проведены экспериментальные исследования по изучению влияния комбинированных магнитных и электрических полей на гидродинамические свойства неньютоновских нефтей. Эффективность такого воздействия определялось путем сравнения кривых течения построенных для нефти обработанной комбинированными магнитными и электрическими полями с кривыми течения для необработанной нефти, а также для нефти, подвергшейся только лишь магнитной и электрической обработке. Были проведены серии экспериментов в которых рассматривались раздельное и совместное влияние магнитного и электрического полей на реологические свойства нефти. Совместное влияние магнитного и электрического полей изучалось с целью установления возможных эффектов значительного улучшения реологических свойств нефтей при их совместном влиянии, т.е. установление возможного синергетического эффекта. Впервые термин "синергетика" был введен немецким ученым Г.Хакеном, который показал, что при одновременном воздействии на объект нескольких факторов суммарный эффект от их воздействия значительно больше, чем эффект от воздействия каждого фактора по отдельности. Для проведения экспериментов была собрана экспериментальная установка, показанная на рисунке 1. Рис. 1. Схема экспериментальной установки В состав установки входят: бомба высокого давления (бомба РУТ - 1, гидравлически' пресс - 2, баллон со самым воздухом - 3, манифольд - 4, медная трубка (капилляр) длиной Ом и внутренним диаметром (0,004 м - 5, емкость с продувочной жидкостью - 6, образцовые манометры - 7, мерный сосуд - 3, система вентилей - 9-13, контейнер - 14. Контейнер представляет собой цилиндрическую емкость, внутри которого могут быть установлены съемные постоянные магниты - 15. На боковой поверхности контейнера имеются гнезда, через которые во внутрь вводятся электроды - 16. Они представляют собой две параллельные медные пластинки с помощью которых в контейнере создается электрическое поле. Подача электрического тока осуществляется источником питания постоянного тока, позволяющей варьировать напряжением тока в пределах от 0 до 50 В - 17. Бомба РУТ, контейнер и медная трубочка помещались в термостатируемый кожух. Необходимый температурный режим в системе поддерживался с помощью термостата - 18. Схема установки подобрана так, что в зависимости от вида проводимых исследований с помощью вентилей 9 и 10 можно изолировать контейнер. В этом случае бомба непосредственно соединялась с капилляром. В качестве исследуемой системы была выбрана неньютоновская нефть с плотностью г/м3 и вязкостью МПа×с при температуре Т=293К. С помощью вентилей 9 и 10 контейнер отсекался от установки, и бомба высокого давления непосредственно соединялась с капилляром. Температура в ходе экспериментов во всей системе поддерживалась постоянной и составляла 291 К. Нефть заливали в рабочую полость бомбы и выдерживали в течении 2-2,5 часов. За это время во всей системе устанавливалась требуемая температура. Затем создавали движение нефти в системе. Для этого в подпоршневую полость бомбы из баллона подавали сжатый воздух. На выходе из баллона был установлен микроредуктор - 19, позволяющий регулировать выходное давление воздуха. С его помощью между входом и выходом капилляра создавали необходимый перепад давления. При различных значениях перепада давления DР замеряли величину расхода нефти Qн и по полученным данным строили кривую течения . Вначале строили кривую течения для необработанной нефти, а также для нефтей, подвергнувшихся только магнитной и электрической обработке (рис.2,а). Напряженность магнитного поля составляла U = 47,7×103 А/м, а электрического поля - Е = 0,2 В/м. После этого исследовалось совместное воздействие магнитного и электрического поля на свойства нефти. Для этого контейнер, в котором были установлены постоянные магниты и бомбу РVТ заполняли нефтью, включали источник питания, в результате чего в контейнере индуцировались одновременно магнитные и электрические поля, силовые линии которых были взаимно перпендикулярны. Движение нефти обеспечивалось перемещением поршня в бомбе сжатым воздухом, поступающим в подпоршневую область бомбы из баллона. При этом нефть подвергалась одновременно и магнитной и электрическое обработке, после чего поступала в капилляр. Полученные в результате проведенных экспериментов результаты приведены в таблице 1. На рис. 2,б приведены кривые течения построенные для необработанной нефти и нефти, подвергшейся совместной электромагнитной обработке. Таблица 1 Зависимость расхода нефти от перепада давления при различных сочетаниях электрического и магнитного полей DРх10-2, МПа Расход нефти, Q х10-6, м2/с Без обработки Магнитная обработка Электрическая оработка Совместная магнитная и электрическия обработка 2,0 0,10 0,15 0,107 0,13 4,0 0,25 0,29 0,27 0,31 6,0 0,39 0,45 0,43 0,49 8,0 0,52 0,60 0,57 0,64 10,0 0,67 0,78 0,74 0,83 а) б) Рис.2. Зависимость расхода нефти от перепада давления Как видно из полученных результатов, если после магнитной обработки нефти увеличение ее расхода составляет в среднем 15-16%, после электрической обработки - 8-10%, то после их совместного воздействия эта величина возрастает до 22-24%. Таким образом, при совместном воздействии магнитного и электрического полей наблюдается наибольший эффект, т.е. имеет место синергетический эффект.

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.