Comparative analysis of drag reduction flow efficiency through the use of surfactants and high molecular polymer additives

• Autorzy: Matras Z. , Kopiczak B.

Warianty tytułu

PL

Analiza porównawcza efektywności redukcji oporów przepływu za pomocą dodatków wielkocząsteczkowych polimerów i substancji powierzchniowo czynnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A comparative analysis of drag reduction efficiency through the use of surfactants and high molecular polymer additives has been performed. Results document that for polymer micellar solutions, the stable transitional zone between the laminar flow and the turbulent flow becomes extended towards higher Reynolds number values. The existence of a third extended drag reduction zone in the turbulent range of flow is also observed. It follows that the analysed polymer-micellar solutions combine and intensify positive features of their purely polymer and micellar analogues providing a more efficient drag reduction effect in wider range of flow.

PL

Zbadano efektywność redukcji oporów przepływu za pomocą jednoczesnego wprowadzenia do rozpuszczalnika polimeru i substancji powierzchniowo czynnej. Wykazano, że dla roztworów polimerowo-micelarnych stabilna strefa przejściowa pomiędzy ruchem laminarnym i turbulentnym zostaje wydłużona w kierunku większych wartości liczb Re. Zaobserwowano wystąpienie trzeciej, rozszerzonej strefy redukcji w zakresie turbulentnym. Wynika z tego, że analizowane roztwory, łącząc i potęgując pozytywne cechy ich czysto polimerowych i micelarnych odpowiedników, zapewniają efektywniejszą redukcję oporów w szerszym przedziale przepływowym.

Słowa kluczowe

EN

drag reduction; polymer; surfactant; aggregate; PEO; CTAB

PL

redukcja oporów przepływu; polimer; SPC; agregat; PEO; CTAB

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-M
• Strony: 49--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wz., wykr.

Twórcy

autor

Matras Z.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Kopiczak B.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] White C.M., Mungal M.G., Mechanics and Predictions of Turbulent Drag Reduction with Polymer Additives, Annular Review of Fluid Mechanics, no. 40, 2008, pp. 235-256.
• [2] Wang Y., Yu B., Zakin J.L., Shi H., Review on Drag reduction and Its Heat Transfer by Additives, Advances in Mechanical Engineering, no. 10, 2011, 17 pages.
• [3] Borostow W., Drag reduction in flow: Review of applications, mechanism and prediction, Journal of Industrial and Engineiring Chemistry, vol. 14, July 2008, 409-416.
• [4] Shu-Peng C., Drag reduction of a cationic surfactant solution and its shear stress relaxation, Jurnal of Hydrodynamics, 24(2), 2012, 202-206.
• [5] Tamano S., Ito M., Kato K., Yokota K., Turbulent drag reduction in nonionic surfactant solutions, Physics of Fluids, 22(5), 2010, 055102.
• [6] Matras Z., Przepływ cieczu Tomsa w przewodach kołowych, Politechnikia Krakowska, Monografia, 29, 1984.
• [7] Motier J.F., Chou L.C., Kommareddi N.S., Commercial drag reduction: past, present, and future, Proceedings of the ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting, San Diego, Calif, USA 1996.
• [8] Dujmovich T., Gallegos A., Drag reducers improve throughput, cut costs, Offshore, vol. 65, no. 12, 2005, pp. 1-4.
• [9] Figueredo R.C.R., Sabadini E., Firefighting foam stability: the effect of the drag reducer poly(ethylene) oxide, Colloids and Surfaces A, vol. 215, no. 1‒3, 2003, pp. 77-86.
• [10] Jung T.K., Chul A.K., Ke Z., Chun H.J., Hyoung J.C., Effect of polymer–surfactant interaction on its turbulent drag reduction, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 391, Issues 1‒3, 5 November 2011, pp. 125-129.
• [11] Suksamranchit S., Sirivat A., Jamieson A.M., Polymer–surfactant complex formation and its effect on turbulent wall shear stress, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 294, Issue 1, 1 February 2006, pp. 212-221.
• [12] Mohsenipour A.A., Pal R., Prajapati K., Effect of cationic surfactant addition on the drag reduction behaviour of anionic polymer solutions, The Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 91, Issue 1, January 2013, pp. 181-189.
• [13] Matras Z., Malcher T., Gzyl-Malcher B., The influence of polymer-surfactant aggregates on drag reduction, Thin Solids Films, vol. 516, 2008, pp. 8848–8851.
• [14] Hou Z., Li Z., Wang H., Interaction between poly(ethylene oxide) and sodium dodecyl sulfonate as studied by surface tension, conductivity, viscosity, electron spin resonance and nuclear magnetic resonance, Colloid Polym. Sci., 277, 1999, pp.1011-1018.
• [15] Minatti E., Zanette D., Colloids Surfaces A: Phisicochem Eng Aspects, 1996, pp. 113-237.
• [16] Matras Z., Walczak S., Reometr kapilarno-rurowy, Czasopismo Techniczne 5-M/2003, pp. 359-370.