Збільшення тертя у потоці Тейлора-Куетта під час використання натрій карбоксиметилцелюлози


  • I. Yu. Рopadyuk Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
  • B. S. Pitshishin Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
  • V. I. Orel Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
Ключові слова: гідравлічне гальмо; ексцентричні циліндри; ротор; коефіцієнт тертя; крутний момент; число Рейнольдса

Анотація

Представлено результати експериментальних досліджень впливу ексцентриситету ротора відносно статора та розчинів карбоксиметилцелюлози на коефіцієнт тертя в гідрогальмі з регулювальним гальмівним моментом. Кільцевий проміжок між ротором із діаметром 113 мм і статором із діаметром 142 мм заповнювали водними розчинами карбоксиметилцелюлози з додаванням гідрокарбонату натрію для стабілізації. Масові концентрації карбоксиметилцелюлози – 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 %, гідрокарбонату натрію – 0,2 % від маси розчину. Кільцевий проміжок між поверхнями циліндрів, який відповідав коаксіальному їх розташуванню, трансформувався у замкнений конфузорно-дифузорний внаслідок зміни положення зовнішнього циліндра відносно внутрішнього. Виявлено залежність коефіцієнта тертя від числа Рейнольдса, ширини проміжку між ротором і статором під час їх аксіального розташування та концентрації водних розчинів карбоксиметилцелюлози. Зі збільшенням числа Рейнольдса спостережено зменшення коефіцієнта тертя для досліджених концентрацій розчинів карбоксиметилцелюлози. За сталих значень числа Рейнольдса зі збільшенням концентрації розчинів карбоксиметилцелюлози отримано збільшення коефіцієнта тертя, порівняно з водою. У разі зменшення ширини проміжку одержано збільшення коефіцієнта тертя для всіх досліджених концентрацій розчинів карбоксиметилцелюлози. Отримані результати свідчать про можливість регулювання гальмівного моменту гідрогальма змінюванням ексцентриситету між ротором і статором, які можна використати під час проектування гідравлічних гальм із регулювальним гальмівним моментом.

Біографії авторів

I. Yu. Рopadyuk, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра гідравліки і сантехніки

B. S. Pitshishin, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

ст. викладач, кафедра гідравліки і сантехніки

V. I. Orel, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра гідравліки і сантехніки

Посилання

Abdulbari, H. A., Shabirin, A., & Abdurrahman, H. N. (2013). Bio-polymers for improving liquid flow in pipelines – A review and future work opportunities. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20(4), 1157–1170.
https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.07.050
Abdulbari, H., Kamarulizam, N., & Nour, A. H. (2012). Grafted natural polymer as new drag reducing agent: An experimental approach. Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly, 18, 361–371.
Cherniuk, V. V. (1995). Hidrohalmo z rehuliuvalnym zatrymnym momentum. Bulletin of the State University "Lviv Polytechnic". Series: Teploenerhetyka. Inzheneriia dovkillia. Avtomatyzatsiia, 291, 54–63. [In Ukrainian].
Cherniuk, V. V., & Pitsyshyn, B. S. (1996). Ustanovka dlia doslidzhennia struktury potoku ridyny mizh nespivvisnymy rotorom i statorom. Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". Series: Teploenerhetyka. Inzheneriia dovkillia. Avtomatyka, 304, 80–84. [In Ukrainian].
Chernyuk, V. V., Pasichnyuk, A. S., & Gnativ, R. M. (1991). A.s. 1618912 SSSR, M.kl.3 F 16D 57/00. Sposob regulirovaniya tormoznogo momenta gidrotormoza i gidrotormoz s reguliruemyim tormoznyim momentom. SSSR. N 4457805/27. Zayavleno 11.07.88. Opubl. 07.01.91. Byul. 1. Otkryitiya. Izobreteniya, 1, 98. [In Ukrainian].
Cowin, S. C. (1974). The theory of polar fluids. Advances in Applied Mechanics, 14, 279–347.
Gu, Z. H., & Fahidi, T. Z. (1985). Visualization of flow patterns in axial flow between horizontal coaxial rotating cylinders. The Canadian Journal of Chemical Engineering 63(1), 14–21. https://doi.org/10.1002/cjce.5450630104
Hong, C. H., Zhang, K., Choi, H. J., & Yoon, S. M. (2010). Mechanical degradation of polysaccharide guar gum under turbulent flow. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 16, 178–180. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2009.09.073
Jones, W. M. (1988). The effect of weak elasticity on Couette flow between rotating cylinders; (1) spiral flow; (2) eccentric cylinders. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 28(2), 255–263.
Khonsari, M. M., & Brewe, D. E. (1994). Effect of viscous dissipation on the lubrication characteristics of micropolar fluids. Acta mech., 105(1–4), 57–58.
Koeltzsch, K., Qi., Y., Brodkey, R. S., & Zakin, J. L. (2003). Drag reduction using surfactants in a rotating cylinder geometry. Experiments in Fluids, 34(4), 515–530. https://doi.org/10.1088/1742-6596/318/8/082016
Marcus, Ph. S., Orszag, S. A., & Patera, A. T. (1982). Simulation of cylindrical Couette flow. Lecture Notes in Physics, 170.
Pallavi Bhambri, Ravin Narain, & Brian Fleck. (2017). Drag Reduction Using Polysaccharides in a Taylor-Couette Flow. Polymers, 9, 683.
Pitsyshyn, B. S. (2000). Hidravlichni halma. Bulletin of the State University "Lviv Polytechnic". Series: Teploenerhetyka. Inzheneriia dovkillia. Avtomatyzatsiia, 404, 3–9. [In Ukrainian].
Pitsyshyn, B. S., & Orel, V. I. (2008). Zastosuvannia mishalky z tsylindrychnym rotorom dlia pryhotuvannia polimernykh rozchyniv z metoiu vykorystannia pry hasinni pozhezh. Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". Series: Teoriia i praktyka budivnytstva, 627, 172–178. [In Ukrainian].
Pitsyshyn, B. S., & Orel, V. I. (2009). Pidvyshchennia stiikosti pin za dopomohoiu natriikarboksymetyltselliulozy. Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". Series: Teoriia i praktyka budivnytstva, 655, 219–223. [In Ukrainian].
Povh, I. L., & Chernyuk, V. V. (1986). Eksperimentalnoe issledovanie vliyaniya dobavok poliakril-amida na soprotivlenie diffuzorov. Inzh.-fizichesk. zhurn., 51(3), 357–361. [In Russian].
Povh, I. L., & Chernyuk, V. V. (1989). Soprotivlenie konfuzorov pri turbulentnom techenii vodyi s dobavkami poliakrilamida. Inzh.-fizichesk. zhurn., 57(5), 709–712. [In Russian].
Raghupathi, P. Rao, & Ramachandra, A. Rao. (1983). Flow between torsionally oscillating noncoaxial cylinders. Proceedings of the Indian Academy of Sciences (Math. Sc.), 92(1).
Uner Deniz, Ozgen Canan, & Tosun Ismail. (1989). Flow of a power-law fluid in an eccentric annulus. SPE Drilling Engineering, 4(3), 269–272. https://doi.org/10.2118/17002-PA
White Scott, A (1989). Flow modification in the two-roll mill. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 33(3), 325–341.
Опубліковано
2018-11-29
Як цитувати
РopadyukI. Y., Pitshishin, B. S., & Orel, V. I. (2018). Збільшення тертя у потоці Тейлора-Куетта під час використання натрій карбоксиметилцелюлози. Науковий вісник НЛТУ України, 28(10), 96-100. https://doi.org/10.15421/40281020
Розділ
Технологія та устаткування