Friction Flow Loop - das PSL Turbulenzrheometer

Wirksamkeit von Fliessverbesserern in Rohrleitungssystemen untersuchen

Friction Flow Loop / Turbulenzrheometer

Die Friction Flow Loop ist eine vollautomatische Laboranlage zur Analyse des Fließverhaltens von Flüssigkeiten in Rohrleitungssystemen, z.B. Pipelines. Sie ermöglicht die umfassende Analyse verschiedener Fließverbesserer, darunter Drag Reducer (DRA), Friction Reducer und Viscosity Reducer. Darüber hinaus wird sie zur realitätsnahen Prüfung von Slick Water und Fracking-Flüssigkeiten eingesetzt.

Alle wichtigen Merkmale der FFL

Anwendungsbereiche der Friction Flow Loop

Für alle Arten von Fließverbesseren z.B. Drag Reducer (DRA), Friction Reducer, Viscosity Reducer

Untersuchung des Strömungsverhaltens in Rohrleitungen

Untersuchung der Wirksamkeit von verschiedenen Fließverbesserern

Stabilitätstests für Fließverbesserer

Entwicklung der optimalen Dosierung der Additive

Qualitätskontrolle

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Bedeutung von Fließverbesserern in Rohrleitungssystemen

Wenn Flüssigkeiten z.B. Erdöl und Wasser für den Transport durch Rohrleitungen bzw. Pipelines gepumpt werden, entstehen Strömungswiderstände. Durch Zugabe von Fließverbesserern können die Verwirbelungen erheblich reduziert werden.

Dadurch ist es möglich bei reduzierter Pumpleistung bzw. Energiezufuhr die bisherige Transportmenge in der Rohrleitung beizubehalten oder bei gleicher Pumprate, den Durchfluss und somit die Transportmenge zu erhöhen.

WELTWEIT IM EINSATZ

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Das Friction Flow Loop System: Effiziente Analyse von Fließverhalten

Mit dem Friction Flow Loop System kann das Fließverhalten der Probe mit nur einem Versuch die ganze Bandbreite von Reynoldszahlen bis 120.000 getestet werden. Ein Versuch dauert dabei nur ca. 90 Sekunden. Für einen Test mit Reynoldszahlrampe werden nur 3 Liter Probe benötigt. Bei einem Versuch mit einer festen Reynoldszahl sogar nur 0,5 Liter.

Herkömmliche Friction Flow Loops benötigen ganze Laborräume oder werden draußen auf dem Firmengelände aufgebaut. Diese Geräte benötigen pro Versuch etwa 80 Liter und können nur jeweils eine Reynoldszahl überprüfen. So sparen Sie nicht nur etwa einen Versuchsmonat, sondern auch große Probenmengen.

Die PSL Friction Flow Loop, auch Turbulenzrheometer, ermöglicht deutliche Zeitersparnisse bei den Testreihen bei gleichzeitig kompaktem Design. Ein integrierter PC mit Anwendersoftware ermöglicht eine einfache Handhabung, Überwachung und Auswertung von Testreihen.

Das Messprinzip der Friction Flow Loop ist ein hydraulischer Kolben, welcher den Probenkolben bewegt. Dadurch wird jeglicher Kontakt von Testfluid und Hydraulikflüssigkeit vermieden.

Friction Flow Loop / Turbulenzrheometer im Einsatz
Friction Flow Loop | Kompakter, vollautomatischer Turbolenzrheometer
Friction Flow Loop Detailaufnahme

Funktionsweise der Friction Flow Loop

Ein einzigartiger, scherungsfreier Injektionsmechanismus pumpt die Probe mit steigender Strömungsgeschwindigkeit durch eine Modellpipeline. Damit durchfährt auch die Reynoldszahl einen Anstieg. Der Druckabfall entlang der Pipeline wird durch mehrere, äquidistant und scherungsfrei angebrachte Sensoren gemessen.

Der im Bereich der laminaren Strömung mit der Reynoldszahl linear steigende Druckabfall erhöht sich bei Erreichen der turbulenten Phase drastisch. Durch die Nutzung mehrerer Sensoren ist zusätzlich eine örtlich aufgelöste Messung möglich.

Die Hinzugabe des Fließverbesserers bewirkt zweierlei: Zum einen verringert sich der Strömungswiderstand und damit der Druckabfall, zum anderen treten Turbulenzen erst bei höheren Reynoldszahlen auf.

Aus dem Vergleich der Messungen ergibt sich die Effektivität des Fließverbesserers.

Mittels mehrmaligem Durchfahren des Testablaufs mit derselben Probe wird die Stabilität des Drag Reducers untersucht. Durch den Einbau von Strömungshindernissen mit wohldefinierten Scherraten in die Modellpipeline lassen sich beliebige reale Verhältnisse darstellen.

Icon für PSL Online Demo

Online Demo für die Friction Flow Loop

Während der Produktvorführung erhalten Sie viele Einblicke in die Funktionsweise. Sie verfolgen den Messvorgang live mit und können im Anschluss Ihre Fragen mit unseren Experten diskutieren.

Testablauf

Die Probe wird durch eine Testkapillare mit geringem Durchmesser gepumpt. Dies ermöglicht Testbedingungen mit sehr variablen Flussraten und in einem weiten Bereich von Reynoldszahlen. Benötigt wird dazu lediglich eine geringe Probenmenge.

Durch direkte Druckmessung oder Berechnung des differentiellen Druckverlustes in einzelnen Segmenten der Kapillare können die Effekte der Fließverbesserer (DRA) beobachtet werden. Wird der Druckverlust mit und ohne DRA-Zugabe verglichen, ergeben sich deren Einflüsse direkt. 

Durch variable Flussraten können verschiedene Reynoldszahlen in nur einem Testlauf analysiert werden. Automatisch wiederholbare Tests ermöglichen die Untersuchung des Langzeitverhaltens der DRA.

Messergebnisse

Um bestmögliche Messergebnisse zu gewährleisten wurde die Friction Flow Loop ohne Kanten oder Durchmesseränderungen entworfen. Spezielle Geometrien des Kolbens und des Kolbenkopfes ermöglichen konstante Beschleunigungswerte an der Injektionsstelle und minimieren dadurch Scherkräfte. 

Durch hydraulisches Füllen und Leeren der Testkapillare konnte auf Pumpen verzichtet werden. Testkapillare, Probenzylinder und Probenbehälter sind temperiert. Verschiedene Kapillarlängen und -durchmesser sind nutzbar abhängig von der Probenviskosität.

Die aufgezeichneten Messdaten können nach Excel importiert und ausgewertet werden. Mit einem optional erhältlichen Software-Tool wird die Auswertung erleichtert.

Die wichtigsten Fakten im Überblick

Reynoldszahlen
mit 5 mm Kapillare
bis 80.000 - Wasser
bis 120.000 - Wasser mit DRA
Temperaturbereich -10 °C .. +80 °C
Druckbereich bis 35 bar
Probenvolumen 0,5 l .. 3,0 l
Versuchsdauer 90 sec

Datenblatt Friction Flow Loop

Im Produktdatenblatt finden Sie die genaue Spezifikation sowie viele Daten und Optionen, die Ihnen die Entscheidung für die Friction Flow Loop erleichtern.

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