Fluids flow with hydrodynamically active additives through variable crosssection channels

Authors

  • Олег Михайлович Яхно National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Avenue, 37, Kyiv, 03056, Ukraine
  • Роман Маріанович Гнатів National University "Lviv Polytechnic", Str. Stepan Bandera, 12, Lviv, 79013, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4931-7493

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.16689

Keywords:

Toms effect, local resistances, hydrodynamically active additives

Abstract

Various local resistances in pipeline systems cause flow turbulence. This leads to higher energy consumption required for fluids transportation in pipelines, and poor operating properties of the latter.

In the paper the effect of polyacrylamide additives (PAA) on local resistances of pipeline systems was studied. Mathematical model of describing the fluids flow with hydrodynamically active additives through variable cross-section channels was proposed.

Interest in hydrodynamics of weakly concentrated polymer solutions is caused by the possibility of reducing the resistance of bodies motion in a fluid and flow in pipelines. Depending on resistance geometric characteristics and additives concentration, they can lead to both decreasing and increasing of local pressure losses in a pipeline.

Based on research results, devices were proposed based on the effect of reducing or increasing the local pressure losses using additives

Author Biographies

Олег Михайлович Яхно, National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Avenue, 37, Kyiv, 03056

Doctor of Technical Sciences, Professor

Applied fluid mechanics and mehanotroniky

Роман Маріанович Гнатів, National University "Lviv Polytechnic", Str. Stepan Bandera, 12, Lviv, 79013

Ph.D., Associate Professor

Department of Hydraulic and Sanitary

References

  1. Повх, І. Л. Зменшення турбулентного тертя - основне джерело економії енергії [Текст] / І. Л. Повх // Вісн. АН УРСР. – 1982. – № 11. – С. 66-74.
  2. Козлов, Л. П. Гідродинамічний ефект Томса і його можливі технічні застосування [Текст]/ Л. П. Козлов // Вісн. АН УРСР. – 1987. – № 1. – С. 23-33.
  3. Семенов, Б. Н. Определение потер напора в гидравлической сети при течении водных растворов полиэтиленоксида [Текст]/ Б. Н. Семенов // В кн.: Турбулент. сдвигов. Течения неньютоновских жидкостей. – Новосибирск. – 1981. – С. 47-62.
  4. Pisolkar, V. G. Effect of drag-reducing additives on pressure loss across transitions [Text] / V. G. Pisolkar// Nature. – 1970. – 225, № 5236. – pp. 936-937.
  5. Иванюта, Ю. Ф. Исследование добавок полимера на величину коэффициента местного сопротивления [Текст]/ Ю. Ф. Иванюта, Л. А. Чекалова // Инж.-физический журн. – 1974. – Т. 26, № 6. – С. 965-971.
  6. Мигиренко, Г. С. Местные сопротивления разбавленных водных растворов полиэтиленоксида [Текст]/ Г. С. Мигиренко, М. В. Мизин, Б. Н. Семенов и др. //Изв. Сиб. отд. АН СССР. – М.,1976. – №3. – Вып. 1. – С. 51-56.
  7. Девисилов, В. А. Гидравлическое сопротивление диафрагм при течении неньютоновских гидкостей [Текст] / В. А Девисилов, С. В. Белов // Хим. и нефт. машиностр. – 1979. – № 6. – С. 19-20.
  8. Švec Jan. Měření průtoku nenewtonských kapalin pseudoplastického typu válcovými dýzami a dvojitě seříznutými clonami [Text]/ Švec Jan // Vodchospodársky časopis. – 1973. – Ročník XXI. – рр. 610-621.
  9. Липатов, Б. В. Исследование влияния полимерных добавок на турбулентное трение при резких изменениях живого сечения потока в трубах [Текст]/ Б. В. Липатов // "Изв. АН УССР. Механика. жидк. и газа". – 1972. – № 2. – С. 153-156.
  10. Амфилохиев, В. Б. Некоторые гидравлические сопротивления при течении растворов полиэтиленоксида [Текст] / В. Б. Амфилохиев // Труды Ленингр. кораблестроит. ин-та. – 1977. – Вып. 89. – С. 7-11.
  11. Гнатив, Р. М. Влияние полимерных добавок на местные потери напора в трубопроводах [Текст]/ Р. М. Гнатив, В. В. Чернюк// Вестн. Львов. политехн. ин-та. – 1989. – С. 17-20.
  12. Повх, И. Л. Сопротивление конфузоров при турбулентном сечении воды с добавками полиакриламида [Текст]/ И. Л. Повх, В. В. Чернюк // Инж.-физ. журн. – 1989. – Т. 57. – № 5. – С.709-712.
  13. Чернюк, В. В. Влияние добавок полиакриламида на потери напора во внезапных сужениях и расширения труб [Текст]/ В. В. Чернюк, Б. С. Пицишин, В. И. Орел, В. М. Жук// Инж.-физ ж. – 2002. – Т.75, №4. – С. 115-122.
  14. Гнатів, Р. М. Змінювання гідравлічного опору раптових розширень труб додатками поліакриламіду [Текст] : зб. наук. пр. / Р. М. Гнатів, В. В. Чернюк, В. І. Орел // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування. – Частина 5. – Вип. 5(18). – Рівне, 2002. – С. 202-209.
  15. Гнатів, Р. М. Енергоощадне керування напірними потоками рідин уведенням гідродинамічно активних додатків [Текст]/ В. В.Чернюк, О. Г. Гвоздецький, Р. М. Гнатів // Матеріали V міжнарод. н.-т. конф. «Проблеми енерго і ресурсоощадності». Motrol. Motoryzacja i energetyka rolnictwa. – T.13D. – C. 43-49.
  16. Tachibana Motoyoshi. On the flow in a circular section tube and the loss due too sudden enlargement. Effect of drag-reducing additives [Text]/ Tachibana Motoyoshi, Kita Masakazu // Bull. JSME. – 1978. – V. 21, № 159. – рр. 1341-1348.
  17. Shima Nobuyki. Loss and discharge characteristics a flow of polymer solution through pipe orifices [Text] / Shima Nobuyki // Bull. JSME. – 1984. – V. 27, № 225. – рр. 443-449.
  18. Иньков, А. П. К расчету местных коэффициентов гидравлического сопротивления [Текст]/ А. П. Иньков, С. А. Ярхо // Научн. тр. Всесоюзн. заочн. Машиностроит. ин-т. – 1973. – Вып. 9. – С. 167-176.
  19. Филиппов, Г. А Гидродинамика и тепломассообмен в присутствии поверхностно-активных веществ [Текст]/ Г. А Филипов, Г. А. Салтанов, А. Н. Кукушкин. – М.: Энергоатомиздат. – 1988. – 184 с.
  20. А.С. № 1681200. СССР, М.Кл3. G01 №15/00. Устройство для определения концентрации гидродинамически активных добавок в растворе [Текст] / В. В. Чернюк, Р. М. Гнатив (СССР). - № 4694737/25; Заявлено 19.05.89.: Опубл. 06.09.91. Бюл. № 36 / Открытия. Изобретения. 1991. №36. - с.47.
  21. А.С. № 1618912, СССР, М.Кл2. F16D 57/00. Способ регулирования тормозного момента гидротормоза и гидротормоз с регулируемым тормозным моментом [Текст]/ В. В. Чернюк, А. С. Пасичнюк, Р. М. Гнатив (СССР). - № 4457805/27; Заявлено 11.07.88.: Опубл. 07.01.91. Бюл. № 1 / Открытия. Изобретения. 1991. №1. - с.98.
  22. Пат. 21829 А Україна, МПК G 05 D 11/02. Спосіб регулювання витрати рідини в трубопроводі та регулятор витрати [Текст]/ В. В. Чернюк, В. М. Жук (Україна); Держ. ун-т “Львівська політехніка”. - № 96073053; Заявлено 30.07.96; Опубл. 30.04.98, Бюл. №2. - 5 с.
  23. Декларац. пат. 47167 А Україна, МПК G 05 D 7/00, F 17 D 1/00. Спосіб перерозподілу витрат плинного середовища [Текст]/ В. В. Чернюк, В. М. Жук, В.І. Орел (Україна); Нац. ун-т “Львівська політехніка”. № 2001085746; Заявлено 14.08.2001; Опубл. 17.06.2002, Бюл. №6.
  24. Povh, I. L. (1982). Reduction of turbulent friction - the main source of energy savings. Bulletin. USSR, № 11, 66-74.
  25. Kozlov, L. P. (1987). Toms hydrodynamic effect and its possible technical application. Bulletin. USSR, № 1, 23-33.
  26. Semenov, B. N. (1981) Definition rubbed his head in hydravlycheskoy sets of solutions for techenyy water polyetylenoksyda. Іn the book.: Turbulent. sdvyhov. techenyya non-Newtonian liquids, Novosibirsk, 47-62.
  27. Pisolkar, V. G. (1970). Effect of drag-reducing additives on pressure loss across transitions Nature, 225, № 5236, 936-937.
  28. Yvanyuta, Y. F., Chekalova, L. A. (1974). Study of polymer additives on the value of the local Resistance Factor. Ynzh.-fyzycheskyy journal, T. 26, № 6, 965-971.
  29. Myhyrenko, G. S., Mizin, N. V., Semenov, B. N. and others. (1976). Vamistsevi resistance razbavlennыh vodnыh of solutions polyэtylenoksyda. Izv. Sib. dep. An SSSR, Moscow, № 3, Vol. 1, 51-56.
  30. Devysylov, V. A., Belov, S. V. (1979). Hydravlycheskoe Resistance dyafrahm in techenyy non-Newtonian hydkostey. Chem. and oil. Mashynostr, № 6, 19-20.
  31. Švec Jan. (1973) Měření průtoku nenewtonských kapalin pseudoplastického typu válcovými dýzami a dvojitě seříznutými clonami. Vodchospodársky časopis, Ročník XXI, 610-621.
  32. Lipatov, B. V. (1972). Study Effect of polymer additives on turbulentnoe trenye Changes in the cutting of live cross-section flow in pipes. "Izv. UkrSSR. Mechanics. Zhydk. And gas., № 2, 153-156.
  33. Amfylohyev, V. B. (1977). Some hydraulic Resistance in techenyy of solutions polyэtylenoksyda. Proceedings Lenynhr. korablestroyt. in-and out, Vol. 89, 7-11.
  34. Gnativ, R. M., Chernyuk, V. V. (1989). Effect of polymer additives on mestnыe the loss of pressure in the pipes. Vestn. Lvov. polytehn. in-and out, 17-20.
  35. Povh, I. L., Chernyuk, V. V. ( 1989). Resistance konfuzorov cross-section in turbulent water with additives polyakrylamyda. Ynzh.-nat. Zh., T. 57, № 5, 709-712.
  36. Chernyuk, V. V., Pytsyshyn, B. S., Orel, V.I ., Zhuk, V. M. (2002). Effect of additives on the loss of pressure polyakrylamyda su vnezapnыh suzhenyyah and Expansion Tube Ynzh.-nat though, T.75, № 4. 115-122.
  37. Gnativ, R. M., Chernyuk, V. V., Orel, V. I. (2002). Change the hydraulic resistance of sudden extension pipe applications polyacrylamide. In the book.: Bulletin of the Ukrainian State University of Water Management and Nature. Chapter 5, Collected papers, Issue 5 (18), Exactly, 202-209.
  38. Gnativ, R. M., Chernyuk, V. V., Gvozdetskii, O. H. Energy-saving control of the introduction of pressurized fluid flow hydrodynamically active application. Proceedings of V international. n.-t. conf. "The problems of energy and resursooschadnosti." Motrol. Motoryzacja i energetyka rolnictwa, T.13D, 43-49.
  39. Tachibana Motoyoshi, Kita Masakazu (1978). On the flow in a circular section tube and the loss due too sudden enlargement. Effect of drag-reducing additives. Bull. JSME., V. 21, № 159, 1341-1348.
  40. Shima Nobuyki (1984). Loss and discharge characteristics a flow of polymer solution through pipe orifices. Bull. JSME., V. 27, № 225, 443-449.
  41. Ynkov, A. P., Yarkho, S. A. (1973). By calculation mestnyh kojeffytsyentov Hydraulic Resistance. Scientific. tr.-Union. correspondence. Mashynostroyt. in-t., Vol. 9, 167-176.
  42. Filipov, H. A., Saltanov, G. A., Kukushkyn, A. N. (1988). Hydrodynamyka and heat and mass exchange in the surface-prysutstvyy of active substances. Moscow: Energoatomizdat, 184.
  43. Chernyuk, V. V., Hnatyv, R. M. (1991). A.S. Number 1681200. USSR M.Kl3. G01 № 15/00. Device for determining the concentrations of active hydrodynamychesky soluble additives in. (USSR). № 4694737/25; Stated 5/19/89.: Publ. 9.6.91. Bull. Number 36 / discovery. Inventions. Number 36, 47.
  44. Chernyuk, V. V., Pasychnyuk, A. S., Hnatyv, R. M. (1991). AS Number 1618912, USSR, M.Kl2. F16D 57/00. Method regulation hydrotormoza brake moment and hydrotormoz s rehulyruemыm tormoznym moment. (USSR). № 4457805/27; Stated 7/11/88.: Publ. 7.1.91. Bull. Number 1 / discovery. Inventions. Number 1, 98 p.
  45. Chernyuk, V. V., Zhuk, V. M. (1998). Pat. 21829 A Ukraine, IPC G 05 D 11/02. (1998). Method of regulating fluid flow in the pipeline and control costs. (Ukraine), State. University of "Lviv Polytechnic". № 96073053; Stated 30.07.96, Publ. 04.30.98, Bull. Number 2, 5 p.
  46. Chernyuk, V. V., Zhuk, V. M., Orel, V. I. (2002). Returns. pat. 47167 A Ukraine, IPC G 05 D 7/00, F 17 D 1/00. The method of redistribution costs fluid medium. (Ukraine) Nat. University of "Lviv Polytechnic". № 2001085746; Stated 14.08.2001, Publ. 17.06.2002, Bull. Number 6.

Downloads

Published

2013-07-30

How to Cite

Яхно, О. М., & Гнатів, Р. М. (2013). Fluids flow with hydrodynamically active additives through variable crosssection channels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7(64), 59–63. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.16689

Issue

Vol. 4 No. 7(64) (2013): Applied mechanics

Section

Applied mechanics

License

Copyright (c) 2014 Олег Михайлович Яхно, Роман Маріанович Гнатів

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.

A license agreement is a document in which the author warrants that he/she owns all copyright for the work (manuscript, article, etc.).
The authors, signing the License Agreement with TECHNOLOGY CENTER PC, have all rights to the further use of their work, provided that they link to our edition in which the work was published.
According to the terms of the License Agreement, the Publisher TECHNOLOGY CENTER PC does not take away your copyrights and receives permission from the authors to use and dissemination of the publication through the world's scientific resources (own electronic resources, scientometric databases, repositories, libraries, etc.).
In the absence of a signed License Agreement or in the absence of this agreement of identifiers allowing to identify the identity of the author, the editors have no right to work with the manuscript.
It is important to remember that there is another type of agreement between authors and publishers – when copyright is transferred from the authors to the publisher. In this case, the authors lose ownership of their work and may not use it in any way.