Flow of Yield Power Law Fluids in Horizontal Pipes-Flow Field Characterization Using Particle Image Velocimetry Technique
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Yield Power Law (YPL) rheological model is commonly used to describe the pipe and annular flow of drilling fluids. However, the hydrodynamic behaviour of fluids with yield stress are difficult to predict because they exhibit an inherent plug (solid like) region where the velocity gradient is zero. Moreover, it is not easy to identify the transition between this solid like and liquid regions. Theoretical studies have been conducted in the past to describe YPL fluid flow in pipes and annuli. As a result, several models have been proposed for determining flow field characteristics (e.g. velocity profile, plug width, etc.) and frictional pressure losses. However, most of these models have been validated by limited experimental and/or field data. Similar future modeling studies may benefit from more data collected under controlled experimental conditions. Therefore, we have conducted an experimental study to investigate the hydrodynamic behaviour of yield stress fluids under laminar pipe flow conditions and the results are presented in this paper. Water-based Yield Power Law fluids were prepared by using Carbopol® 940, a synthetic high-molecular-weight polyacrylic acid-based cross-linked polymer. Fluids with yield stresses varying from 0.75 Pa (1.56 lb/100 ft2) to 4.37 Pa (9.13 lb/100 ft2) were obtained by using Carbopol concentrations changing from 0.060% w/w to 0.073% w/w. A 9m long horizontal pipeline with, 95 mm diameter (ID) was used for the experiments. Reynolds number range varying from 97 to 1268 confirmed that all flow field characteristics measurements of YPL fluids were conducted under laminar flow regimes. Experimental study provided detailed information about pipe flow characteristics of yield stress fluids, including full annular velocity profile, near wall velocity profile, wall slip velocity and the plug region thickness. The study was concluded by comparing experimental results (i.e. full velocity profile, frictional pressure loss, and plug width) to predictions of models presented in the literature. Practical implications of the results have also been discussed by considering the hydraulic design of some practical field operations such as hole cleaning.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».