Реологические свойства нефтей

Свойства жидкости, от которых зависит характер её течения, называются реологическими.

Движение реальной жидкости сопровождается потерей энергии, обусловленной вязкостью.

Поскольку существует несколько классов жидкостей, то опери­руют несколькими понятиями вязкости.

Для ньютоновской жидкости причиной потерь является не столь­ко трение о стенки трубопровода, сколько внутреннее трение жид­кости. Коэффициент динамической вязкости по кривой течения опре­деляется как

Вязкостно-температурную кривую нефти лучше получать в лаборатории; если нет такой возможности, то пользуются эмпирической формулой Рейнольдса-Филонова

,                                     (1)

где U - коэффициент крутизны вискограммы, 1/K, ν* - коэффициент кинематической вязкости при известной (произвольной) температуре Т*. Для нахождения U достаточно знать ν1 при Т=Т1 и ν2 при Т=Т2.

Плотность нефти ρ при температуре Т может быть определена по формуле

,                    (2)

где ρ293 - плотность нефти при температуре 293 К, кг/м3.

Расчетная плотность n нефтей с достаточной для практики точностью может быть определена

,                                        (3)

где ρi - плотность i-й нефти объемом Vi в общем случае V.

Расчетную плотность нефти для трубопровода большой протя­женности, проложенного в n климатических зонах, усредняют с учетом климатических поясов:

,                                        (4)

где - длина трубопровода; ρi - средняя плотность нефти на участке трубопровода длиной li с примерно одинаковой температу­рой.

Удельная теплоемкость Ср нефти изменяется в пределах 1600…2500 Дж/(кг∙К). При расчетах часто пользуются средним зна­чением Ср=2100 Дж/(кг∙К). Для диапазона температур 273…673 К Ср можно вычислять по формуле Крего;

.                                (5)

Коэффициент теплопроводности нефти λн изменяется в пределах 0,1…0,16. Обычно при расчетах используют среднее значение λн=0,13 Вт/(м∙К). Для более точных расчетов используют формулу Крего-Смита, справедливую для температур 273…473 K.

.                                (6)

Для трубопроводов большой протяженности, прокладываемых в нескольких климатических зонах, расчетные теплоемкость и коэф­фициент теплопроводности усредняют по длине, аналогично усред­нению плотности, для этого в формулу (7.4) вместо ρi подстав­ляют Cpi или λнi.