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

Abstract

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.