Fulltext

Drag Reduction by using Anionic Surfactants

Hussein H. Hussein --- Sameera M. Hamad-Allah

Journal of Engineering مجلة الهندسة
ISSN: 17264073 25203339 Year: 2009 Volume: 15 Issue: 1 Pages: 3521-3536
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

The aim of reducing drag is to increase the flow efficiency by using the same pipes and pumps. As a result the amount of crude oil transported will increase without using new pipes and pumps. In the present work, the effectiveness of two surfactants (Sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) and Sodium lauryl sulfate (SLS)) are studied by using a closed loop system. This system consists of three pipes made from commercial steel, each one with different diameter (0.75, 1 and 1.5 inch). The length of each individual test section of the pipe is two meters. The experimental work is achieved under three different temperatures (30º, 40º and 50°C). The concentrations of both surfactants used are ranging between 50 to 300 weight ppm.Laboratory tests showed that there is a direct proportionality between the percentage of drag reduction (%DR) on one hand and in Reynolds number and pipe diameter on the other hand. Inverse proportionality is observed between %DR and temperature. The %DR increases as concentration increases, but at a certain higher concentration, this relation will reverse.The final results showed that the highest drag reduction (%DR) was 23.67%. This value is obtained when 200 ppm SDBS is added at 30°C.The calculated values of friction factor were found to be situated between Blasius and Virk asymptote adjacent.

إن الهدف من تقليل الإعاقة هو زيادة كفاءة الجريان باستخدام نفس الأنابيب والمضخات. بالنتيجة تزداد كمية النفط الخام المضخوخ بدون استخدام مضخات وأنابيب جديدة. في هذا العمل تم دراسة فعالية نوعين من معاملات التوتر السطحي(المنظفات) وهي: (SDBS, SLS) باستخدام منظومة جريان مغلقة. هذه المنظومة تتألف من ثلاثة أنابيب مصنوعة من مادة الستيل الصناعي ذات أقطار مختلفة وهي ( 0.75 و 1 و 1.5 أنج). طول كل مقطع اختبار يبلغ (2 متر). تم إجراء العمل ألمختبري تحت ثلاث درجات حرارية مختلفة وهي (30 ,40 ,50 درجة مؤية). تركيز المنظفين المستخدمين ترواح بين (50-300 جزء لكل مليون جزء وزني).الفحوص المختبرية بينت وجود تناسب طردي بين نسبة تقليل الاعاقة (%DR) من جهة وعدد رينولد وقطر الأنبوب من جهة أخرى. يلاحظ وجود تناسب عكسي بين نسبة تقليل الاعاقة ودرجة الحرارة. إن زيادة تركيز معاملات التوتر السطحي يساعد على زيادة نسبة تقليل الاعاقة ولكن هذه الزيادة تعطي مفعول عكسي عند التراكيز العالية.أظهرت النتائج النهائية إن أعلى نسبة لتقليل الاعاقة بلغت 23.76 % .نحصل على هذه القيمة بإضافة 200 جزء لكل مليون جزء من مادة SDBS وبدرجة حرارة 30 درجة مؤية.تقع القيم المحسوبة لمعامل الاحتكاك بين محاذي Blasius ومحاذي Virk.