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ZERGUI Hanaa 2eGPPO / Module : Master rhéologie des Matériaux et Ecoulement des

ZERGUI Hanaa 2eGPPO / Module : Master rhéologie des Matériaux et Ecoulement des Fluides Non Newtoniens. DEVOIR MAISON / 2021-2022 Exercice : Afin d'améliorer les caractéristiques d'écoulement, Nous avons étudié le comportement rhéologique du pétrole brut provenant du gisement de Tin Fouye Tabankort / Sud de l'Algérie, avec un additif de réduction de frottement dans le pipeline lors de transport (additif est un polymère utilisé pour faciliter l’écoulement et diminue les frottements). Une étude expérimentale a été réalisée en mesurant les caractéristiques rhéologiques à différentes températures (20 ° C, 30 ° C et 50 ° C) en utilisant le rhéomètre AR2000. Pétrole brut avec un polymère à une concentration fixe : Les mesures rhéologiques ont été effectuées à différentes températures (20, 30 et 50°C) ; Les mesures sont enregistrées dans le fichier Excel accompagné avec ce fichier. 1) En utilisant un logiciel approprié, tracer les courbes rhéologiques du pétrole pour chaque température (20, 30 et 50°C) ; Faire les courbes en semi-log : Le tracé est le suivant : 8.739 37.52 67.94 98.33 128.7 157.6 187.9 218.3 248.7 277.5 307.9 338.3 368.7 397.5 428 458.3 488.7 517.5 547.9 578.3 608.7 637.6 668 698.3 728.7 757.5 787.8 818.4 848.5 877.6 907.8 938.2 968.5 996 0.1 1 10 100 Rhéogramme étudiant le comportement du Pétrole brut-Polymère à dif - férentes températures (20˚C, 30˚C et 50˚C) Comportement du pétrole brut -polymère à 20˚C Comportement du pétrole brut -polymère à 30˚C Comportement du pétrole brut -polymère à 50˚ Vitesse ou taux de cisaillement Contrainte de cisaillement 2) Calculer les valeurs des viscosités pour chaque vitesse de cisaillement et chaque température : La formule utilisée lors le calcul de la viscosité apparente : viscosité apparente= ηapp = la contraintedecisaillement lavitesse outaux de cisaillement = τ ˙ γ 3) Quel type de comportement rhéologique de ce pétrole : Selon le rhéogramme dont il représente une concavité est tournée vers le bas, on peut dire que le comportement est rhéo-fluidifiant. Justification : D’après le graphique étudiant l’évolution de la viscosité apparente, on en déduit facilement que la viscosité diminue de plus en plus lorsque le taux de cisaillement augmente. 8.739 37.52 67.94 98.33 128.7 157.6 187.9 218.3 248.7 277.5 307.9 338.3 368.7 397.5 428 458.3 488.7 517.5 547.9 578.3 608.7 637.6 668 698.3 728.7 757.5 787.8 818.4 848.5 877.6 907.8 938.2 968.5 996 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 Graphique étudiant l'évolution de la viscosité apparente Viscosité à 20˚C Viscosité à 30˚C Viscosité à 50˚ Vitesse ou taux de cisaillemnt Viscosité apparente 4) Faire une conclusion en mettant en évidence l'effet de la température sur la rhéologie du pétrole brut étudié (sur la viscosité) : Selon les résultats obtenus lors l’étude expérimentale du pétrole brut algérien en addition avec le polymère et après constatation on peut aboutir à : - Le complexe pétrole brut-polymère est un fluide non-newtonien qui est modélisé par le modèle de Herschel- Bulkley : τ = τ0 + k(γ)n. - L’évolution de la viscosité apparente est inversement proportionnelle à la variation de la température ainsi que le taux de cisaillement c’est-à-dire, la viscosité diminue d’une allure remarquable avec la variation de la température (20˚C, 30˚C et 50˚C) et l’augmentation du taux de cisaillement. - L’action de la température augmente l’efficacité de l’additif dans le processus de facilité l’écoulement et la diminution des frottements. - A l'échelle microscopique, un fluide rhéo-fluidifiant consiste que les molécules s'aligner progressivement dans le sens de l'écoulement, sous l'effet de la vitesse de cisaillement et l’action de la température ainsi favorise leur glissement relatif des différentes couches. Une seconde interprétation consiste à envisager une modification de structure du liquide sous l'effet du gradient de vitesse et variation de la température (déstructuration par rupture de liaison de type Van Der Waals, défloculation des particules). uploads/Societe et culture/ devoir-maison-rheologie.pdf