Geri Dön

Experimental investigation of drag reduction effects of polymer additives on turbulent pipe flow

Polimer katkı maddelerinin türbülent boru akışında sürtünme azaltıcı etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

  1. Tez No: 166853
  2. Yazar: ŞERİFE ZEYBEK
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. YUSUF ULUDAĞ, DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Ultrasound Doppler Velocimetry, Turbulent Boru Akışı, Suda Çözünebilir Polimerler, Sürtünme Azalması. vıı, Ultrasound Doppler Velocimetry, Turbulent Pipe Flow, Water Soluble Polymers, Drag Reduction
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

ÖZ POLİMER KATKI MADDELERİNİN TURBULENT BORU AKIŞINDA SÜRTÜNME AZALTICI ETKİLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ Zeybek, Şerife Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi :Yrd. Doç. Dr. Yusuf Uludağ Ortak Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Göknur Bayram Ağustos 2005, 82 sayfa Çözelti içindeki az miktarda polimerin türbülent boru akışında sürtünme kaybına neden olduğunun keşfedilmesinden beri, bu olayın arkasında yatan mekanizmayı anlamak için birçok deneysel ve teorik çalışma gerçekleştirilmiştir. Teoriler, akışla sistem arasındaki momentum transferinin ve sürtünmenin yer aldığı boru duvarı yakınında, türbülent akış karakteristiğinde meydana gelen değişimlerin gözlenmesine dayanılarak önerilmiştir. Bu çalışmada, düşük molekül ağırlıklı Sodyum Karboksimetilselüloz polimerinin dört farklı konsantrasyonda (200 wppm'den 500 wppm'e) hazırlanmış sulu çözeltilerinin, tam gelişmiş türbülent akışta sürtünme azaltıcı etkileri deneysel olarak incelendi. Sürtünme azalması, basınç düşmesi ölçümleriyle belirlendi. Polimerlerin akış üzerindeki etkisini gözlemlemek için anlık hız dağılımları Ultrasound Doppler Velocimetry (UDV) ile görüntülendi. UDV kısa zamanda hız profili ölçümleri almayı sağlayan, sistemi rahatsız etmeyen bir tekniktir. Deneysel ölçümler, Fanning sürtünme faktörü ve eksenel zaman ortalamalı hız, hız dalgalanmaları ve eddy viskozite verilerinin radyal yöndeki dağılımlarının hesaplanmasında kullanıldı.VISürtünme azalmasının derecesi, Fanning sürtünme faktörüne karşı Reynolds sayısı verilerinden tanımlandı. Hız verileri UDV tarafından, duvarın 3 mm yakınından itibaren elde edilebildi. Artan polimer derişiminin akış alam, dolayısıyla sürtünme üzerinde iki etkisi gözlemlendi, ilk etki, daha düşük sürtünme faktörüne veya basınç düşmesine neden olan artan polimer miktarı ile, özellikle duvar yakınında ortalama hız gradientinin düşmesiydi. Ek olarak akış içinde daha küçük eddy viskozite değerleri elde edildi. Polimer eklemenin ikinci etkisi, hız dalgalanmalarının veya turbulent şiddetinin radyal dağılım boyunca değişimiydi. Türbülans şiddetinin, türbülent iç bölgede polimer eklenmesiyle arttığı gözlendi. Bu sonuç, benzer türbülans davranışı gösteren ve duvar kenarındaki hız dalgalanmalarının baskı altına alındığı daha önceki çalışmalarla uygunluk gösteriyor.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DRAG REDUCTION EFFECTS OF POLYMER ADDITIVES ON TURBULENT PIPE FLOW Zeybek, Şerife M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor : Assist. Prof. Dr. Yusuf Uludağ Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Göknur Bayram August 2005, 82 pages Since the discovery of the drag reduction effects of even small amount of macromolecules in solutions in turbulent pipe flows, there have been many experimental and theoretical studies in order to understand mechanisms behind this phenomenon. Theories have been proposed based on the observations on the change in the characteristics of the turbulent flow near the pipe wall where friction of the momentum transfer between the flow and the conduit takes place. In this study drag reduction in fully developed turbulent pipe flow with four concentrations (200 to 500 wppm) of low molecular weight Sodium Carboxymethylcellulose (CMC) in aqueous solutions was investigated experimentally. Drag reduction was determined by pressure drop measurements. In order to observe the impact of the presence of CMC on the flow, Ultrasound Doppler Velocimetry (UDV) was employed to monitor the instantaneous velocity distributions. UDV is a non-invasive technique allowing one to obtain quick velocity profiles. Experimental measurements were used to calculate Fanning friction factor IVand radial distributions of the axial time-averaged velocity, velocity fluctuation (turbulent intensity) and eddy viscosity. The drag reduction level was determined through the Fanning friction factor versus Reynolds number data. Velocity data could be obtained as close as 3 mm to the wall byUDV. Two impacts of increasing CMC concentration on the flow field, hence pressure drop, were observed. The first effect was the decrease of the mean velocity gradient especially near the wall with increasing polymer amount which in turn gave rise to lower friction factor or pressure drop. In addition smaller eddy viscosities were obtained in the flow. The second impact of the polymer addition was on the velocity fluctuation or turbulent intensity variation along the radial distribution. An increasing trend in turbulence intensity in the turbulent core with polymer addition was observed. This was in agreement with the earlier studies in which similar turbulence behavior was observed in addition to the suppression of the turbulent intensities near the wall

Benzer Tezler

  1. Tez No

    826494

    Çukur yapıların yüzey sürtünme direncine olan etkilerinin hesaplamalı ve deneysel olarak incelenmesi

    Experimental and computational investigation of the effect of dimpled surfaces on skin friction reduction

    YASİN KAAN İLTER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. UĞUR ORAL ÜNAL

  2. Tez No

    325601

    Numerical investigation of polymer additive effects on the flow around immersed bodies

    Polimer katkısının batırılmış cisimler etrafı akışa etkisinin sayısal olarak incelenmesi

    ONUR ÇETİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KUNT ATALIK

  3. Tez No

    463600

    Experimental investigation of cuttings transport in horizontal wells using aerated drilling fluids

    Havalı sondaj sıvıları kullanılarak yatay kuyularda kesinti taşınmasının deneysel araştırması

    SERCAN GÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT PARLAKTUNA

    PROF. DR. ERGÜN KURU

  4. Tez No

    467187

    Numerical and experimental investigation of boundary layer transition with active and passive flow control methods

    Sınır tabaka geçişinin aktif ve pasif akış kontrol yöntemleriyle sayısal ve deneysel incelenmesi

    ABDUSSAMET SUBAŞI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN GÜNEŞ

  5. Tez No

    180907

    Experimental investigation of the aerodynamic interactions of vehicles in close-following and passing situations

    Yakın takip ve geçiş durumundaki taşıtların aerodinamik etkileşimlerinin deneysel incelenmesi

    ÜNSAL GÜMÜŞLÜOL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. KAHRAMAN ALBAYRAK

    ÖĞR.GÖR. TAHSİN ALİ ÇETİNKAYA

Geri Dön