Режимы течения промывочных жидкостей. количественные показатели, определяющие существование того или иного режима течения.

В общем случае различают два вида потока: ламинарный и турбулентный . При ламинарном потоке течение жидкости плавное, слои жидкости перемещаются параллельно оси трубопровода. Скорость слоев увеличивается к центру потока, где она имеет максимальное значение.

Ламинарный поток имеет место при малых скоростях, а вектор скорости имеет одну составляющую – продольную.

В сечении ядра в этом случае отсутствует сдвиг слоев жидкости и они перемещаются с одинаковой скоростью.

В бурении нефтяных скважин такой поток образуется при малых скоростях движения бурового раствора с высокой вязкостью.

Турбулентный поток характеризуется хаотичным движением жидкости. Неупорядочное движение частиц жидкости в турбулентном потоке обусловливает появление двух составляющих скорости: продольной и поперечной. Продольная стремится направить поток жидкости параллельно оси трубопровода, поперечная — по нормали к оси трубы .

Движение частиц жидкости в поперечном направлении вызывает сопротивление сдвигу, которое дополняет сопротивление ламинарного потока.

В полностью развитом турбулентном потоке сопротивление сдвигу может быть в несколько раз больше , чем в ламинарном потоке.

Несмотря на турбулентность, профиль конечной скорости стремится приобрести постоянную форму.

У стенки трубы, при турбулентном режиме, поток является ламинарным. Эта область называется ламинарным подслоем и его толщина зависит от стенки турбулизации.

При бурении нефтяных скважин необходимо избегать турбулентных потоков, так как они могут вызвать сильную эрозию стенок скважины и с увеличением степени турбулизации увеличиваются потери давления.

При цементировании приходится специально вызывать турбулентность потока для удаления со стенок скважины корки бурового раствора, что позволяет улучшить контакт цементного раствора с поверхностью породы.

Критерии типов потока. В качестве критерия для определения типа потока удобно использовать скорость жидкости и два ее свойства — вязкость и плотность вместе с диаметром трубопровода. Эти параметры определяют ( безразмерную ) величину, называемую числом Рейнольдса ( Rе)

Режимы течения промывочных жидкостей. количественные показатели, определяющие существование того или иного режима течения. где V -скорость жидкости, м/с; d — диаметр трубопровода, м; r — плотность жидкости, кг /м3; m — вязкость жидкости, Пас

Экспериментально установлено, что при определенной критической величине Re структура потока изменяется и движение превращается из ламинарного в турбулентное.

В большинстве случаев полностью турбулентный поток образуется при числе Рейнольдса Re 3000 .

При Re 2000 поток всегда ламинарный. В переходном потоке при Re от 2000 до 3000 поток является пробковым ( структурным ).

Устройство и работа мозга


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: