وثيقة
Experimental studies on viscosities of ferrous oxide and graphene nanofluids and their dependence on temperature, nanoparticles' loading and size
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2018
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Studies on nanofluids have shown the great ability of nanoparticles in extracting
oil left behind in formation after primary recovery (i.e. flow of hydrocarbons due to
pressure differences between well head and bottom-hole of the well) an secondary recovery (i.e. processes of injecting water, gas, CO2 or other substances into formation to maintain or enhance reservoir pressure in order to recover more hydrocarbons). Nanofluids can result in uniform oil phase displacement, reduction in interfacial tension between oil and water phases and altering surface wettability or increasing water wettability; thus, leading to high sweep efficiency of hydrocarbons. Nevertheless, the increase in viscosity due to nanoparticles suspension is one of the major problems in flow characteristics especially in microchannel flow. Viscosity increase will result in lower pressure drop and pumping difficulties. Therefore, designing nanofluids and their viscosities is essential for any application involving flow of nanofluid, especially in microchannels. However, very few theoretical models have been developed based on unique properties of nanofluid, and many empirical correlations are based on specific base fluid types, restricted sizes and volume fractions of nanoparticles, and limited temperature range. This caused another problemi regarding estimating viscosity for various types of nanofluids. Therefore, in this present work, the viscosity of two deionized water based nanofluids containing ferrous oxide (Fe203) and graphene nanoparticles, respectively, were studied. The dependence of viscosity on temperature and size of particles were found to be inverse, while as volume loading of nanoparticle was increasing; the
viscosity was also increasing. New semi-empirical correlation for both nanofluids was obtained using Buckingham theorem and Non-linear regression for experimental data points. This model exhibited better agreement with experimental results than other previously published models in literature
الوصف
Thesis
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
أظهرت الدراسات في مجال الموائع المحتوية على جسيمات نانوية قدرتها على استخراج واستخلاص النفط المخلف في المكامن بعد عمليات الإنتاج الأولية (تدفق المنتجات الهيدروكربونية بسبب فرق الضغط بين رأس وقاع البئر) و عمليات الإنتاج الثانوية (عمليات ض خ الماء أو الغاز أو ثاني أكسيد الكربون أو أي مواد أخرى في الطبقات الحاملة لمنتجات الهيدروكربونية؛ للحفاظ أو لتعزيز ضغط المكمن من أجل استخلاص المزيد من الهيدروكربونات). فاستخدام الموائع النانوية يمكن أن يؤدي إلى إزاحة منتظمة للنفط، والحد من التوتر السطحي بين النفط والماء، وتغير خاصية البلل للصخور المكونة لمكمن النفط وجعلها تتحول من صخور ذات خواص زيتية إلى صخور ذات خواص مائية. وهو ما يؤدي إلى كفاءة أعلى في إزاحة واستخلاص كمية أكبر من المركبات الهيدروكربونية. وعلى الرغم من ذلك، فإن الزيادة في لزوجة السائل المزيح للنفط بسبب إضافة الجسيمات النانوية يعد مشكلة كبيرة وخصوصا في القنوات بمقاس الميكرومترات؛ حيث أن اللزوجة العالية للسوائل تؤدي إلى انخفاض فرق الضغط وصعوبات في ضخ السوائل. لذلك، يجب عمل تصميم دقيق للمركبات النانوية ولزوجتها في أي تطبيق يتضمن نقل ومرور الموائع النانوية وخاصة في قنوات صغيرة. وعلى الرغم من أهمية معرفة واحتساب الزوجة الموانع النانوية، هناك عدد قليل جدا من النماذج النظرية التي تم وضعها والتي تستند إلى الخصائص الفريدة للمادة النائوية. وكذلك هناك العديد من المعادلات التجريبية، إلا أنها تعتمد في صياغتها على نوع معين من الموانع النانوية و على طبيعة السائل الأساسي المكون لها، وحجم والتركيز الحجمي للجسيمات النانوية، وعلى درجة حرارة الوسط. هذا أدى إلى مشكلة أخرى فيما يتعلق بتقدير وحساب الزوجة الأنواع المختلفة من الموانع النانوية.
لذلك، في هذا البحث، تم دراسة لزوجة اثنين من الموانع النانوية المكونة من الماء منزوع الأيونات كسائل أساسي يحتوي على جسيمات نانوية من أكسيد الحديد والجرافين، على التوالي. وتبين أن العلاقة بين اللزوجة لهذه المركبات وكلا من درجة الحرارة وحجم الجسيمات هي علاقة عكسية، بينما كلما زاد التركيز الحجمي للجسيمات النانوية زادت اللزوجة أيضا كما وتم التوصل إلى معادلة شبه تجريبية جديدة لكلا النوعين من
السوائل النانوية باستخدام نظرية باكنغهام (Buckinghain theorem) والانحدار الغير خطي Non – ) (linear regression للبيانات من التجارب العملية. وقد أظهرت هذه المعادلة تمثيلا أفضل النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب المخبرية مقارنة بالنماذج الأخرى المنشورة سابقا في المصادر العلمية
لذلك، في هذا البحث، تم دراسة لزوجة اثنين من الموانع النانوية المكونة من الماء منزوع الأيونات كسائل أساسي يحتوي على جسيمات نانوية من أكسيد الحديد والجرافين، على التوالي. وتبين أن العلاقة بين اللزوجة لهذه المركبات وكلا من درجة الحرارة وحجم الجسيمات هي علاقة عكسية، بينما كلما زاد التركيز الحجمي للجسيمات النانوية زادت اللزوجة أيضا كما وتم التوصل إلى معادلة شبه تجريبية جديدة لكلا النوعين من
السوائل النانوية باستخدام نظرية باكنغهام (Buckinghain theorem) والانحدار الغير خطي Non – ) (linear regression للبيانات من التجارب العملية. وقد أظهرت هذه المعادلة تمثيلا أفضل النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب المخبرية مقارنة بالنماذج الأخرى المنشورة سابقا في المصادر العلمية
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية