جریان سیالات غیر نیوتنی در لوله های غیر هم مرکز

چکیده جریان سیال غیر نیوتنی در داخل لوله های غیر هم مرکز یک مساله رایج در حفاری چاه های نفت و گاز می باشد. بعد از اینکه مته حفاری که غالباً به صورت غیر هم مرکز با چاه می باشد، شروع به عملیات حفاری نمود، گل های حاصل از حفاری که یک سیال غیر نیوتنی محسوب می شود از بین مته و قطر چاه خارج می شود. این پروسه را می توان با جریان سیال غیر نیوتنی در داخل لوله های غیر هم مرکز مدل نمود. این پژوهش به بررسی عددی جریان آرام سیال غیر نیوتنی بین دولوله غیر هم مرکز می پردازد. در این مطالعه اثر پارامترهای، توان پاور لا ، نسبت شعاعی و نسبت خروج از مرکزی در اعداد رینولدز 50، 100 و 250 روی جریان سیال مورد بررسی قرار می گیرد. جریان سیال به صورت یکنواخت وارد مجرا شده و پس از تبادل ممنتوم با دیواره های لوله ها، به صورت کاملا توسعه یافته از انتهای لوله خارج می شود. در مطالعه حاضر معادلات حاکم برای جریان سه بعدی با استفاده از روش گسسته سازی حجم محدود و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. محاسبات با استفاده از روش گسسته پریستو برای فشار و کوییک برای سرعت ( مرتبه سوم) که برای سلول های شش وجهی مناسب هستند، انجام شد. مطالعات انجام شده نشان دهنده افزایش میزان افت فشار، ضریب اصطکاک و سرعت بیشینه با افزایش توان پاور لا، می باشد. همچنین افزایش عدد رینولدز پروفیل سرعت به صورت تخت تر در آمده و گرادیان سرعت بزرگتر در نزدیکی دیواره مشاهده می شود.