ДOСЛІДЖЕННЯ ПРOЦЕСУ ВИТІСНЕННЯ НЕНЬЮТOНІВСЬКOЇ РІДИНИ З ГАЗOПРOВOДУ

Анотація

Розглядається процес очищення магістральних газопроводів очисними поршнями манжетного типу від рідинних скупчень, що утворюються під час транспортування природного газу. Особливу увагу приділено вивченню гідродинамічних процесів, які виникають під час переміщення поршня в газопроводі, заповненому рідиною з не ньютонівськими властивостями. У роботі досліджено взаємодію рідинного скупчення з твердим тілом (очисним поршнем), що рухається з постійною швидкістю, та проаналізовано вплив фізико-механічних властивостей рідини на ефективність очищення трубопроводу.

На основі аналітичних досліджень отримано закономірності розподілу лінійних швидкостей по площі поперечного перерізу трубопроводу та уздовж довжини рухомого рідинного скупчення. Побудовано також залежності розподілу тиску в середовищі рідкої фази, які відображають характер взаємодії потоку з ущільнюючими елементами очисного пристрою. Визначено, що деформація манжет очисного поршня суттєво впливає на розподіл тиску та швидкості, сприяючи виникненню перетоків рідкої фази через рухому межу в запоршневий простір.

Отримані результати дали змогу побудувати повну картину гідродинамічних процесів, які супроводжують рух очисного поршня та впливають на ефективність очищення магістрального газопроводу. Установлено, що наявність не ньютонівських властивостей рідинних скупчень призводить до істотного збільшення об’ємів перетоків через поршень, що знижує ефективність процесу видалення рідкої фази. Дослідження виконано для двох випадків – витіснення води та не ньютонівської рідини з різними реологічними характеристиками. Результати моделювання показали суттєву залежність гідродинамічних параметрів від в’язкості та ступеня нелінійності течії, що необхідно враховувати при плануванні технологічних операцій з очищення магістральних газопроводів і розробленні конструкцій очисних поршнів підвищеної ефективності.