說說減阻劑的減阻機(jī)理

      減阻的機(jī)理說法很多，尚無定論。如偽塑說、湍流脈動(dòng)抑制說、粘彈說、有效滑移說、湍流抑制說等等。

      油相減阻劑從其結(jié)構(gòu)看，多數(shù)是流狀鏈或長直鏈少側(cè)鏈的高分子聚合物，如CDR102是高分子聚-σ烯烴，分子量為106～107。這種高分子聚合物純劑為橡膠狀固體，作為商品，一般是溶在烴類(煤油)的溶液中。10%的減阻劑溶液呈非常粘稠的粘彈性體，較難流動(dòng)，可拔成很長的絲。高聚物減阻劑能溶于原-油或油品中，但不溶于水，遇水發(fā)生分子長鏈卷曲。減阻劑溶液呈強(qiáng)牛頓特性，低剪切率下粘度高達(dá)3000PaS，120℃以下不會(huì)分解，比較穩(wěn)定。

      減阻作用是一種特殊的湍流現(xiàn)象，減阻效應(yīng)是減阻影響湍流場的宏觀表現(xiàn)，它是一個(gè)純物理作用。減阻劑分子與油品的分子不發(fā)生作用，也不影響油品的化學(xué)性質(zhì)，只是與其流動(dòng)特性密切相關(guān)。在湍流中，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度隨機(jī)變化著，形成大大小小的旋渦，大尺度旋渦從流體中吸收能量發(fā)生變形、破碎，向小尺度旋渦轉(zhuǎn)化。小尺度旋渦又稱耗散性旋渦，在粘滯力作用下被減弱、平息。它所攜帶的部分能量轉(zhuǎn)化為熱能而耗散。在近管壁邊層內(nèi)，由于管壁剪切應(yīng)力和粘滯力的作用，這種轉(zhuǎn)化更為嚴(yán)重。

      在減阻劑加入到管道以后，減阻劑呈連續(xù)相分散在流體中，靠本身特有的粘彈性，分子長鏈順流向自然à-伸呈流狀，其微元直接影響流體微元的運(yùn)動(dòng)。來自流體微元的徑向作用力作用在減阻劑微元上，使其發(fā)生扭曲，旋轉(zhuǎn)變形。減阻劑分子間的引力抵抗上述作用力反作用于流體微元，改變流體微元的作用方向和大小，使一部分徑向力被轉(zhuǎn)化為順流向的軸向力，從而減少了無用功的消耗，宏觀上得到了減少摩擦阻力損失的效果。

      在層流中，流體受粘滯力作用，沒有像湍流那樣的旋渦耗散，因此，加入減阻劑也是徒勞的。隨著雷諾數(shù)增大進(jìn)入湍流，減阻劑就顯露出減阻作用。雷諾數(shù)越大減阻效果越明顯。當(dāng)雷諾數(shù)相當(dāng)大，流體剪切應(yīng)力足以破壞減阻劑分子鏈結(jié)構(gòu)時(shí)，減阻劑降解，減阻效果反而下降，甚至完全失去減阻作用。減阻劑的添加濃度影響它在管道內(nèi)形成彈性底層的厚度，濃度越大，彈性底層越厚，減阻效果越好。理論上，當(dāng)彈性底層達(dá)到管軸心時(shí)，減阻達(dá)到極限，即最大減阻。減阻效果還與油品粘度、管道直徑、含水、清管等因素有關(guān)。