مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه آزمایشگاهی ناپایداری انگشتی لزج سیال نیوتنی در محیط متخلخل شفاف با ساختاری فشرده از دانه‌های بلور شیشه ای

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد
2 عضو هیات علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شاهرود
3 دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده
در مقاله حاضر، با رویکردی تجربی به مطالعه ناپایداری انگشتی لزج در جابجایی مخلوط شدنی سیال نیوتنی پرداخته‌شده است. نتایج بررسی این ناپایداری در انتقال نفت از مخازن نفتی بستر زمین به سطح زمین، کاربرد گسترده‌ای دارد. به‌منظور واقعی‌تر شدن نتایج این پژوهش، محیطی متخلخل با دیواره‌های شفاف و ساختاری فشرده از دانه‌های کروی شیشه ساخته شد که نفوذپذیری آن به بستر زمین نزدیک باشد. هدف اصلی این پژوهش، بررسی اثرات نسبت لزجت، میزان دبی و عدد بی‌بعد بلاک بر نحوه رشد و شکل انگشتی‌ها و همچنین تأثیر آن‌ها بر پارامترهای فیزیکی مهمی ازجمله طول اختلاط، بازده جاروبی و رشد اغتشاش به حالت پایه است. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت لزجت، ناپایداری و تعداد شاخه‌های انگشتی افزایش و انگشتی‌های ریز بیشتری تشکیل می‌شود. همچنین افزایش نسبت لزجت باعث افزایش طول اختلاط و کاهش بازده جاروبی می‌شود. با افزایش میزان دبی نیز مشاهده شد که تعداد انگشتی‌های پهن افزایش و نوک انگشتی‌ها تمایل به پخش شدن پیدا می‌کنند، علاوه بر این با بررسی نتایج مشخص شد که افزایش دبی، راندمان جاروبی را افزایش می‌دهد، اما تأثیر محسوسی بر طول اختلاط ندارد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش بلاک طول اختلاط کاهش و بازده جاروبی افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An experimental investigation on viscous fingering instability of Newtonian fluid in transparent porous media with compact structure consist of glass beads

نویسندگان English

Seyed Majid khatibi 1
Ali Khaleghi 2
Mahmood Norouzi 3
1 Master student
2 Assiss. Prof., Department of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Shahrood University of Technology
چکیده English

In this paper, the viscous fingering instability in miscible Newtonian fluid displacements is studied experimentally. Studying the results of this instability have widely application in oil extraction from ground bed oil reservoirs to the ground surface. In order to be more actualized results, a porous media with transparent walls and compact structure of spherical glass beads is constructed, that have close permeability to ground bed. The main purpose of this study is to investigate the effects of viscosity ratio, flow rate and Blake dimensionless number on the quality of growth and the shape of the fingers, also their effect on important physical parameters including the mixing length, sweep efficiency and noise growth to base state. The results showed that with increasing the viscosity ratio, instability and number of finger branches increases and more tiny fingers are formed. Also, increasing the viscosity ratio increases the mixing length and decreases the sweep efficiency. Likewise, with increasing the flow rate, it was observed that the number of wide fingers Increased and fingertips tend to spread. Furthermore, by studying the results it was found that increasing the flow rate, increases the sweep efficiency, but have No tangible effect on the mixing length. Also, the results show that increasing the Blake decreases the mixing length and increases the sweep efficiency.

کلیدواژه‌ها English

Viscous fingering instability
glass beads
Porous Media
miscible displacement