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Fließwiderstandsreduzierung in turbulenten Strömungen von Flüssigkeiten durch Zusatz löslicher Polymere: Laborversuche und technische Anwendungen

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Zusammenfassung

Meßergebnisse zur fließwiderstandsvermindernden Wirksamkeit von Polyäthylenoxid, Acrylamid-Natriumacrylat-Copolymerisaten und Polyvinylpyrrolidonen in Wasser und Polyisobutylenen in Mineralölen werden dargestellt und diskutiert. Die für diese Untersuchungen entwickelte Meßvorrichtung wird beschrieben. Die Wirksamkeit der Polymere hängt stark von ihrer mechanischen Beanspruchung ab. Am Beispiel der Acrylamid-Natriumacrylat-Copolymerisate wird gezeigt, wie die beanspruchungsinduzierte Wirksamkeitsabnahme in Wasser mit unterschiedlichen pH-Werten und Salzgehalten von der Ionogenität der Polymere abhängt. Aus Untersuchungen an gekrümmten Rohrstücken verschiedener Geometrie geht hervor, daß polymere Additive nur auf turbulente Strömungsformen fließwiderstandsreduzierend wirken. Versuche zur Fließwiderstandsverminderung durch Acrylamid-Natriumacrylat-Copolymerisate in einer Schlauchleitung und im Kühlkreislauf einer chemischen Anlage ergeben Aussagen im Hinblick auf eine großtechnische Nutzung des Effekts.

Summary

Experimental results on the drag reducing efficiency of polyethylenoxide, acrylamide-sodiumacrylate-copolymerisates, and polyvinylpyrrolidones in water, and polyisobutylene in mineral oil are represented and discussed. The experimental device developed for these investigations is described. The efficiency of the polymers is strongly dependent on their mechanical degradation. Using acrylamide-sodiumacrylate-copolymers it is demonstrated how the mechanically induced decrease of the efficiency in water of different pH-values and salt contents depends on the ion content of the polymers. From investigations on bent tubes of various geometries it can be concluded that polymeric additives have a drag-reducing effect in turbulent flow, only. Experiments on the drag-reducing efficiency of acrylamide-sodiumacrylate-copolymerisates in a hose and a cooling system of a chemical plant give some data concerning the technical application of this effect.

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Authors and Affiliations

  1. Kunststofflaboratorium, BASF Aktiengesellschaft, D-6700, Ludwigshafen, Germany

    H. Münstedt

Authors
  1. H. Münstedt
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Additional information

Herrn Prof. Dr. Reif aus Anlaß seines 60. Geburtstages gewidmet.

Vorgetragen auf der Jahrestagung der Deutschen Rheologischen Gesellschaft in Berlin vom 11.–13. Mai 1981.

Mit 15 Abbildungen und 3 Tabellen

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Münstedt, H. Fließwiderstandsreduzierung in turbulenten Strömungen von Flüssigkeiten durch Zusatz löslicher Polymere: Laborversuche und technische Anwendungen. Rheol Acta 20, 591–604 (1981). https://doi.org/10.1007/BF01502966

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