Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thiết lập mô hình sử dụng tiêu chí thông tin Akaike cho dòng chảy hỗn loạn của dầu thô không chuẩn hóa trong đường ống
Tóm tắt
Hệ số ma sát là một tham số quan trọng trong việc tính toán tổn thất áp suất do ma sát. Tuy nhiên, việc ước lượng nó là một thách thức lớn, đặc biệt đối với dòng chảy hỗn loạn của các chất lỏng không phải Newton trong các ống. Mục tiêu của bài báo này là xem xét tính hợp lệ của các tương quan hệ số ma sát khi áp dụng một phương pháp dựa trên thông tin mới, tiêu chí thông tin Akaike (AIC) cùng với hệ số xác định (R
2). Qua một loạt dữ liệu đã được đo đạc, kết quả cho thấy mỗi mô hình đều chính xác khi được kiểm tra với một tập hợp dữ liệu cụ thể, trong khi mô hình của El-Emam et al. (Tạp chí Dầu khí 101:74–83, 2003) chứng tỏ sự vượt trội của mình. Ngoài hình thức đơn giản và rõ ràng, nó bao trùm một khoảng rộng các chỉ số hành vi dòng chảy và các số Reynolds tổng quát. Cũng cho thấy rằng, niềm tin truyền thống rằng một giá trị R
2 cao có nghĩa là mô hình tốt hơn có thể gây hiểu lầm. AIC vượt qua những nhược điểm của R
2 như một sự trao đổi giữa độ phức tạp của mô hình và độ chính xác của nó không chỉ để tìm một mô hình gần đúng tốt nhất mà còn để phát triển suy diễn thống kê dựa trên dữ liệu. Các tác giả giới thiệu AIC để khởi xướng một chiến lược đổi mới giúp giảm bớt một số thách thức mà các chuyên gia trong ngành dầu khí đang đối mặt. Cuối cùng, một cuộc thảo luận chi tiết và xếp hạng các mô hình theo AIC và R
2 được trình bày, cho thấy nhiều lợi thế của AIC.
Từ khóa
#hệ số ma sát #dòng chảy hỗn loạn #chất lỏng không phải Newton #tiêu chí thông tin Akaike #suy diễn thống kêTài liệu tham khảo
Akaike H. Information theory as an extension of the maximum likelihood principal. Second international symposium on information theory. Budapest: Akademiai Kiado; 1973. p. 267–81.
Anderson D. Model based inference in the life sciences: a primer on evidence. New York: Springer; 2008.
Bogue D. Velocity profiles in turbulent non-newtonian pipe flow. PhD dissertation. University of Delaware, Newark; 1962.
Burnham D, Anderson D. Model selection and multimode inference, a practical information-theoretic approach. 2nd ed. New York: Springer; 2002.
Claeskens G, Hjort N. Model selection and model averaging. 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2009.
Clapp R. Turbulent heat transfer in pseudoplastic non-newtonian fluids. Int. Developments in Heat Transfer, ASME. 1961; Part III, Sec. A, 652.
Derby R, Melson J. How to predict the friction factor for flow of bingham plastics? Chem Eng. 1981;28:59–61.
Desouky S, EL-Emam N. A generalized pipeline design correlation for pseudoplastic fluids. J Can Pet Technol. 1990;29(5):48–54.
Dodge D, Metzner A. Turbulent flow of non-newtonian systems. AIChE J. 1959;5(2):189–203.
El-Emam N, Kamel AH, Al-Shafie M, et al. New equation calculates friction factor for turbulent flow of non-Newtonian fluids. Oil Gas J. 2003;101(36):74–83.
Gao P, Zhang J. New assessment of friction factor correlations for power law fluids in turbulent pipe flow: a statistical approach. J Central South Univ Technol. 2007;14:77–81.
Garica E, Steffe J. Comparison of the friction factor equations for non-Newtonian fluids in pipe flow. J Food Process Eng. 1986;9(2):93–120.
Govier G. The flow of complex mixtures in pipes. 2nd ed. New Orleans: Society of Petroleum Engineers; 2008.
Hanks R, Dadia BH. Theoretical analysis of the turbulent flow of non-Newtonian slurries in pipes. AIChE J. 1971;17(3):554–7.
Hanks R, Ricks B. Transitional and turbulent pipe flow of pseudoplastic fluids. J Hydronaut. 1975;9:39–44.
Hartnet J, Kostic M. Turbulent friction factor correlations for power law fluids in circular and non-circular channels. Int Commun Heat Mass Trans. 1990;17:59–65.
Hawase Y, Shenoy A, Wakabayashi K. Friction and heat and mass transfer for turbulent pseudoplastic non-Newtonian fluids flowing in rough pipes. Can J Chem Eng. 1994;72:798–804.
Hemeida A. Friction factor for yieldless fluids in turbulent pipe flow. J Can Pet Technol. 1993;32(1):32–5.
Irvine TF Jr. A generalized Blasius equation for power law fluids. Chem Eng Commun. 1988;65:39–47.
Kemblowski Z, Kolodzie J. Flow resistances of non-Newtonian fluids in transitional and turbulent-flow. Int Chem Eng. 1973;13(2):265–79.
Khaled S. A comparative study among the different methods used for calculating the pressure losses in pipelines transporting non-Newtonian oils. MSc thesis. AL-Azhar University, Egypt; 1994.
Larson R, Marx M. An introduction to mathematical statistics and its applications. 3rd ed. New Jersey: Pearson; 2007.
Mendenhall W, Sincich T. A second course in statistics: regression analysis. 6th ed. New Jersey: Pearson Education Inc; 2003.
Moody L. Friction factors for pipe flow. Trans ASME. 1944;66:671–84.
Shaqlaih A. Model selection by an information theory approach. PhD dissertation. University of Oklahoma, Norman; 2010.
Shaqlaih A, White L, Zaman M. Resilient modulus modeling with information theory approach. Int J Geomech. 2013;13(4):384–9.
Shaver R, Merrill E. Turbulent flow of pseudoplastic polymer solutions in straight cylindrical tubes. AIChE J. 1959;5(2):181–8.
Shenoy A. Rheology of highly filled polymers melt systems. In: Cheremisinoff NP, editor. Encyclopedia of fluid mechanics, vol. 7. Houston: Gulf Publishing; 1988. pp. 667–71.
Shenoy A, Saini D. A new velocity profile model for turbulent pipe-flow of power-law fluids. Can J Chem Eng. 1982;60(5):694–6.
Streeter V, Wylie B. Fluid mechanics. 7th ed. New York: McGraw-Hill College; 1985.
Szilas A, Bobok E, Navratil L. Determination of turbulent pressure losses of non-Newtonian oil flow in rough pipes. Rheol Acta. 1981;20(5):487–96.
Tam K, Tiu C. A general correlation for purely viscous non-Newtonian fluids flowing in ducts of arbitrary cross sections. Can J Chem Eng. 1988;66:542–9.
Thomas DG. Heat and momentum transport characteristics of non-Newtonian aqueous thorium oxide suspensions. AIChE J. 1960;6(4):631–9.
Tomita Y. A study of non-Newtonian flow in pipelines. Bull JSME. 1959;5:10–16.
Torrance B. Friction factors for turbulent non-Newtonian fluid flow in circular pipes. S Afr Mech Eng. 1963;13:89–91.
Trinh K. A boundary layer theory for turbulent transport phenomena, MSc thesis. University of Canterbury New Zealand; 1969.
Trinh K. A zonal similarity analysis of wall-bounded turbulent shear flows. Paper presented at the 7th world congress of chemical engineering; 2005.
Yoo SS. Heat transfer and friction factors for non-newtonian fluids in turbulent pipe flow. PhD dissertation. Graduate College, University of Illinois, Chicago; 1974.