Page 24 - 140

1.4 Вплив в’язкості і густини нафтопродуктів на процес їх
сумішоутворення

Модель Тейлора (1.4) для опису процесу поздовжнього
перемішування рідин у трубопроводі і його формула (1.34)
для ефективного коефіцієнта дифузії одержані за припущен-
ня, що домішка “пасивна”, тобто її присутність не впливає на
процес перенесення речовини і кількості руху. При значній
різниці фізико-хімічних властивостей послідовно транспорто-
ваних нафтопродуктів (насамперед, їх в’язкості і густини) вка-
зане припущення не можна вважити справедливим. У таких
випадках у зоні суміші від одного перерізу трубопроводу до
іншого помітно буде змінюватись як в’язкість, так і густина
середовища. Це неминуче впливає на характеристики турбу-
лентності потоку у зоні змішування, насамперед, на профіль
швидкості. Тому сам механізм перемішування і ефективний
коефіцієнт дифузії будуть відрізнятися від величин, обчисле-
них за теорією Тейлора. Згідно з роботою [80], деформація
профілю швидкості у потоці зі змінною густиною пов’язана, в
основному, з процесами перенесення речовини і кількості ру-
ху у турбулентному потоці, а деформація профілю внаслідок
різниці в’язкостей зумовлена процесами перенесення поблизу
внутрішньої поверхні труби. Тому механізм впливу змінної
густини на процес сумішоутворення рідин суттєво відрізня-
ється від механізму впливу різниці в’язкості.
Питання впливу в’язкості і густини на процес сумішоут-
ворення рідин у трубопроводі розглядалось в [7, 11, 24, 25, 40,
80, 93, 95-97, 116, 162, 170, 185]. Першим теоретичним дослі-
дженням щодо з’ясування закономірностей перемішування
нафтопродуктів з різними в’язкостями була робота К.Д. Фро-
лова [185]. Тут був запропонований розв’язок нелінійного ди-
ференціального рівняння дифузії чисельним інтегруванням
для лінійної залежності ефективного коефіцієнта дифузії від
концентрації.
Використовуючи таку ж лінійну модель, автори [113] за-
пропонували розв’язок нелінійного рівняння поздовжньої ди-
фузії методом Відебурга за умови, що середня по перерізу

- 27 -