Способ определения эффективности растворов полимеров

(51) М Кл. Р 01 Г(, 9/32 с присоединением заявки -Государстаенный иамитет Сапата Миннстраа СССР па делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.А,ПАВЛОВ:КИЙ 1 а Б.А.БАРБАНЕЛЬ ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ДЕНРПЦ КОРАБЛЕСТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ1НБстоящвв изобретение относит ся к экспериментальной гидродинамике, а именно, к способам определения эффективйости растворов высокомолекулярных соединений, снижающих сопротивление трения.В последнее время изучение теченийслабоконцвнтнированных водных растворов полимеров обусловлено проявлением при турбулентном режиме течения эффекта резкого снижения сопротивления трения при добавлении в потоке капельной жидкости малых количеств некоторых Высокополимеоных веществ (например, полизтилевоксида).Установлено, что при течении растворов полимеров (например, при течении в трубах и каналах, при, обтекании тел потоком жидкости) существует оптимальная концентрация,характвризувмая максимальной величиной гидродинамического эффекта.Для каждого типа полимера существует свои значения оптимальной концентрации. 2Известен способ оценки эффективности растворов полимеров: по определению величины снижения сопротивления при турбулентном течении в 5 трубах, или величины снижения сопротивлвнйя при турбулентном течениимежду вращающимися цилиндрами, иливеличины снижения сопротивленйяпри подаче раствора в пограничный ,о слой, остекаемого внешним потоком.Изменения сопротивления замеряют при различных концентрациях полимера.Недостатком известного спосо ба является сложность оборудования,необходимость затратцбольшого количества времени для выявления оптимальной концентрации, большие расходы полимера при исйытаниях,С целью повышения скорости определения замеряют средний расходраствора полимера разных концвнтраций при пульсирующем ламинарном течении в круглой цилиндрической тру дв, сравнивают его со средним расходом воды при том же напоре и той= Г(с 3же частоте пульсаций и затем опрвде ляют концентрацию раствора по максимальному отношению расхода растнора к расходу воды.Пульсирующее ламинарное движение 5 жидкости в труое может быть получвно, например, за счет сжимания и разжимания с заданной частотой сд эластичной вставки круглой цилиндрической трубы при помощи пульса тора.При этом перепад давления по длине трубы является некоторой фун кцией от времени и продольной коор. динаты, направленной вдоль оси тру 1 ь бы.На фиг.1-2 приведена схема реализации данного способа.Характер изменения относителв ного расхода жидкости в зависимос ти от концентрации полимера показан на Фиг.1.По оси абсцисс этого графика отложена концентрацин растн ора С (7) в логарифмичвском масштабе, а 25 по оси ординат - отношение расхода раствора полимеРа Ц а к Расходу чистой воды Ц при фиксированной частоте пульсаций сдзо При пульсирующем ламинарном движении раствора полимера имеет место явление изменения среднего расхода по сравнению с водои.При увеличении концентрации раствора разница между расходами воды и раствора возрастает, достигает максимума, зависящего от вида полим зра, а затем начинает уменьшаться вследствие резкого увеличения вязкости раствора, что свидетельствует о возможности довольно быстро и просто определать оптимальную концентрацию растворимого вида полимера, а также производить сравнение эффективности различных видов полимеров на одной экспериментальной установке.Определение эффективности производят в следующем порядке:а) замеряют средний расход при течении по трубе чистой воды при фиксированной частоте пульсаций об) зам;ряют средний расход при той же частоте ю , но при добавлении различных количеств полимера (начиная с малых концентраций);в) строят грасик 2г) определяют максимальную величинусоответствующую оптимальной концентрации .Всв измерения проводят при Фиксированном напоре в баке с жидкостью.Зффвктивность полимера тем выше, чвм выше Я при меньшей койцентрации С.Эксперимент заключается в опрв делении времени 1 , необходимого для понижения уровня в баке от Н = 0,48 м до Н 2 = О,Фб м пр 4 заданнсй частоте о) для раство ров полимеров различных концентраций. Зная время Ю , можно вычис лить срвднил расход жидкости 6 по сечению трубы. При этом эксперимент построен таким образом, что время понижения уровня в баке на 0,02 м намного больше периода пульсйрующвго движения жидкости, т.е.2 ю При ы = о в труИбе имеет место установившийся ламинарный режим с числом РейнольдсаВ = 432.Испытания пронодят на растворах полиокса и гуар-гама при И=12 в (рис. 2)По оси абсцисс этого графика отложена концентрация раствора С в логарифмичвском масштабе, а по оси ординат - отношение раствора полимера ц раств. н расходу чистой воды Й вод при одной и той же частоте12 1 . Присек. увеличении концентрации расхода полимера, начиная с С = 0 (это соотнв тстнувт чистой воде), разница между расходами воды и растнора полимера возрастает, достигает некоторого ма ксимума, зависящего от вида полимв ра, а затем начинает уменьшаться вследствие резкого увеличения вязкости раствора. Наибольшее изменение среднего расхода жидкости по сечению трубы происходит для гуаргама в пределах концентрации порядка С = 10-и С = 10для полиокса. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения эффективности растворон полимеров путом измерения расходов исследуемого растворе и воды и расчета концентрации по отношению расходов,о т - л и ч а ю щ и й с я твм, что, сцелью повышения скорости определения, раствор полии;ра подают в реУрасгтт с Составитель КНКККтИНа. ЗИ ажб 1 и б Подписное 1111111 Государственного комитета Совета Министр ио делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 атент, Москва, Г 59, Бережковская наб., 2 1 редирияп 443282 жиме йульсируюцего лацинарного те-" чения.