Расчеты вязкости жидких сред

Расчеты вязкости жидких сред.
Пример 5. Определить вязкость
Пример 6. Рассчитать вязкость жидкого н-бутилового спирта при
120°С. Экспериментальное значение равно 0,394 сПз.
Решение. По табличным данным (см. прил.) находим
А = -6,95 - (0,21) (4) - 3,00 = - 10,79
B = 275 + (99) (4) + 1600 = 2271
Из приложения имеем: ρ = 809 кг/см3 при 20°С; М = 74,12. Тогда по
cравнению (9.11.1) При T = 120°C = 393 К получаем η = 0,399 сПз.
Погрешность  = (0,399 - 0,394) / 0,394 . 100 = 1,3 %
Пример 7. Определить вязкость водной дисперсной системы при 25°С.
В воду объемом 100 л добавили латекс (мелкие полимерные шарики) и
равномерно перемешали, вес латекса 1,5 кг, плотность 1250 кг/м3.
Решение. Для определения вязкости водной дисперсной системы
воспользуемся формулой Эйнштейна  = о (1 + 2,5 ), где  - вязкость
суспензии, о - вязкость дисперсионной среды и  - общий объем шаров в
объеме суспензии. Вязкость дисперсионной среды – воды найдем по
справочным данным (см. таблицу 11), при температуре 25°С она равна
0,8937 мПа.с. Шарики латекса можно считать твердыми.
Найдем объемную долю латекса  = Vлатекса/(Vводы+Vлатекса) = 0,0119,
объем латекса определим Vлатекса = m/ρ = 0,0012 м3.
Подставим полученные данные в формулу Эйнштейна и получим, что
вязкость увеличится до 0,9043 мПа.с.
Пример 7. В пяти кубовую емкость, наполненную керосином, попало
25 л гексакозана (парафин С26Н54). Определить вязкость керосина с
растворенным в нем гексакозаном, если вязкость керосина составляла 0,72
мПа.с, диаметр молекулы гексокозана 0,38 нм, а длина 4,22 нм.
Решение. Для решения воспользуемся формулой Эйнштейна
 = о (l + ), а так как молекулы гексокозана являются насыщенными
углеводородами (парафинами), то их можно рассматривать как стерженьки.
Для стерженьковых молекул больших размеров и сильно вытянутых с
отношением осей f = l /d (где l - длина, d - диаметр) воспользуемся формулу
Куна-Гута:
=
5 1 2
 f .
2 16
Подставляя наши значения, получим f = 11,1 ;  = 10,2.
Рассчитаем объемную долю гексакозана в керосине:
 = Vгексакозан/(Vгексакозан+Vкеросин) = 0,025/(0,025+5) = 0,0244.
И находим искомую вязкость  = 0,72 (1 + 10,2 . 0,244) = 0,899 мПа.с.
Пример 7. Оценить значение вязкости микроэмульсии,
подготавливаемой для закачки в пласт с целью увеличения нефтеотдачи. Для
приготовления микроэмульсии будут взяты 20 м3 дизтоплива и 15 м3 воды.
Вязкость дизтоплива 0,96 мПа.с, а воды 1,14 мПа.с при 15°С.
Решение. Так как при приготовлении эмульсии объем дизтоплива
больше объема воды, то будет приготовлена обратная эмульсия (типа - в/м).
Найдем отношение вязкостей внутренней и внешней фаз р = 1,14/0,96 = 1,19.
Объемная доля будет равна  = 15/(15 + 20) = 0,43.
Воспользуемся уравнением Тэйлора и определим значение вязкости
микроэмульсии
 = 0,96 (1 + 2,5 . 0,43 . (1,19 + 0,4)/(1,19 + 1)) = 1,71 мПа.с.
Пример 9. Скважина, разрабатываемая способом газлифта, имеет
диаметр 0,12 м, а расстояние от забоя до устья 1130 м. Вязкость нефти на
забое 4,3 мПа.с. Вычислить вязкость жидкой среды в стволе скважины, если
расход газа 1,8 м3/мин, а пузырек газа подымается от забоя до устья за 140 с.
Решение. Найдем объем жидкости в скважине
V = π 0,122 . 1130 / 4 = 12,77 м3.
Зная расход газа и время за которое газ подымается от забоя до устья
определим объем газа в скважине
Vг = (1,8 / 60) 140 = 4,2 м3.
Определим объемную долю газа г = 4,2/12,77 = 0,33 ,
и находим вязкость газовой эмульсии в скважине по формуле Гута и Марка
 = 4,3 (1 - 0,33) = 2,89 мПа.с.
Пример 8. Предложите реологическую модель для описания
вязкостных свойств этой нефти. При измерении вязкости образца нефти из
разведочной скважины № 217, были получены следующие значения
напряжения сдвига от скорости сдвига: Р = 4,5 мПа при 0,1 с-1, Р = 6,5 мПа
при 0,2 с-1, Р = 9,7 мПа при 0,4 с-1.
Решение. Построим график
2
y = +16.3x+3.20, max dev:0.0429, r =1.00
10
8
6
4
b
2
ax max dev:0.198, r =0.995
a=15.6, b=0.524
2
2
0
ax max dev:2.10, r =0.448
a=27.0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5