●李传亮
岩心流动实验中的滑脱效应是由气体粘度的选用不当所致,属于人为造成的实现假象,已经被我批判过了。现在说说细管中的滑脱效应。
当流体(气体和液体)在细管中流动时,若不考虑边界层,则层流状态下的流速符合抛物线分布,即中心的速度最大,管壁上的速度为0,速度方程为
式中,r为到圆管中心的距离,μm;R为圆管的半径,μm;u为任一点的流速,m/ks;Δp为圆管两段的压差,MPa;ΔL为圆管的长度,m;μ为流体的粘度,mPa·s。
上式就是经典的流体力学公式,没有滑脱效应。
若考虑边界层,情况就有所不同了。管壁对流体分子的吸引力强,造成了管壁处的流体密度大粘度高,而流体内部的分子则不受影响,即在管壁处形成一个边界层。若边界层的流体粘度为μb,体相粘度依然为μ,则边界层的流速分布为
若边界层的厚度为δ,则边界层与体相流体界面处的流速为
体相流体的流速为
边界层的粘度大,能量消耗多,速度衰竭也快。体相粘度小,能量消耗少,速度衰竭相对较慢。
但是,很多人忽视了边界层的存在,把整个管子中的流体都视为体相流体,用同一个粘度进行
模拟,则得到了下图中的速度分布,即管壁处的流速不为0,出现了所谓的滑脱现象,流速分布为
式中多了一个滑移距离b。
出现滑脱效应之后,管子外面也有了流速分布,还能比这更扯淡一些吗?这不也是人为造成的实验假象吗?