稠油蒸汽泡沫共混体系的流变性能研究

为了进一步加强对稠油蒸汽泡沫驱油过程中流体力学性能的认识,在油藏压力7.60 MPa下,利用高温高压流变仪测得了不同条件下稠油蒸汽泡沫共混体系的流变曲线.实验结果表明:稠油蒸汽泡沫驱油体系均为假塑性流体,其流变方程能很好地关联幂律模型;随蒸汽相饱和度和泡沫剂浓度升高,体系表观黏度增大;随蒸汽干度和温度升高,体系表观黏度降低;在低剪切速率时,表观黏度和温度关系满足Arrhenius方程,随着剪切速率增大,表观黏度和温度关系逐渐偏离Arrhenius方程;黏流活化能的绝对值随剪切速率增大而降低,在低剪切速率时,表观黏度对于温度变化更敏感.     

赖氨酸对木薯淀粉糊性质的影响

采用Brabender黏度仪和哈克流变仪,研究了赖氨酸对木著淀粉糊黏度、膨胀度及流变性质的影响.结果表明:加入赖氨酸后,淀粉的膨胀度、淀粉糊的峰值黏度降低,起始糊化温度升高,凝沉性减弱,热稳定性增强,且随着赖氨酸含量的增加,这些变化更为显著;各赖氨酸-淀粉体系均为假塑性流体,其表观黏度随剪切速率的升高而降低;添加赖氨酸...     

铁矿球团用膨润土的流变特性

根据宾汉流体流变学,研究球团用膨润土的流变特性,分析膨润土流变特性与生球强度的关系,查明不同离子对膨润土流变特性的影响。研究结果表明:通过测量不同剪切速率下膨润土悬浮液的剪切应力,对剪切速率和剪切应力曲线拟合得到的膨润土塑性黏度、屈服强度和表观黏度能表征膨润土的流变特性。膨润土塑性黏度越大,生球落下强度越好;离子对膨润土流变特性影响很大,K~+特别是Na~+显著提高膨润土的塑性黏度,提升膨润土的流变特性;Cl~-能保证膨润土具有较好的流变特性。而Mg~(2+)和Ca~(2+)降低了膨润土的塑性黏度,CO_3~(2-)使膨润土的塑性黏度、屈服强度和表观黏度均减小,SO_4~(2-)和HCO_3~-则使膨润土的流变特性大幅度地下降。     

新型生物降解共聚酯的流变性能研究

采用毛细管流变仪研究了生物降解共聚酯聚对苯二甲酸丁二醇／己二酸丁二醇／对苯二甲酸乙二醇／己二酸乙二醇共聚酯（PBATE）的流变性能．结果表明：PBATE共聚酯属于假塑性流体;在一定的剪切速率下,共聚酯PBATE的表观黏度随着温度的升高而下降;随着剪切速率的提高,PBATE共聚酯的表观黏度对剪切速率的依赖性较强,而对温度变化的敏感性却降低．     

卤素阴离子对纤维素/NMMO/H_2O体系的影响

研究了不同卤素阴离子对纤维素/N–甲基吗啉–N–氧化物(NMMO)/H_2O体系稳态流变性能、动态流变性能以及再生纤维素聚合度的影响.实验结果表明:在阴离子物质的量浓度相同时,随着离子半径的增大,体系的非牛顿指数n、临界剪切速率γcr减小,体系的黏度系数K、零切黏度η0、结构黏度指数Δη增大;储能模量G′和损耗模量G"交点向低频区移动,体系中纤维素的相对分子质量变大、相对分子质量分布变宽;Cl~-导致再生纤维素的聚合度下降,而Br~-、I~-抑制纤维素降解作用明显.     

不同分子量级苹果果胶的流变性评价

采用5种不同截流分子量(MWCO)的超滤膜分离苹果果胶,系统考察了浓度、温度、pH值、剪切速率、糖和盐对不同分子量苹果果胶流变学性能的影响.结果表明:苹果果胶溶液表观黏度随剪切速率的增高而逐渐降低,随浓度增大而增大,表现为典型的剪切稀化型非牛顿流体;果胶液表观黏度与其分子量成正比,与溶液温度成反比;pH值对果胶液黏度影响很大;蔗糖对苹果果胶液的黏度起促进作用,而盐会明显降低胶体溶液的表观黏度.     

赤泥浆体流变特性和流变模型适用性研究

流变特性对泥浆的运动具有重要的意义,同时也是泥浆运动数学模型开发的基础.本研究主要目的是得到赤泥浆体的流变特性,通过数据拟合找到能描述赤泥流变特性的最优模型.采用RST-SST流变仪对6种不同含水率的赤泥浆体进行流变试验,结果表明：剪切应力随着剪切速率的增加先迅速增长,随后缓慢增长;表观黏度均随着剪切速率的增加而迅速降低,出现“剪切稀化”行为;选取3种流变模型(Ostwald-de Waele Medoel, Herschel-Bulkley Model和Bingham Model)对赤泥浆体流变试验数据进行拟合,研究发现Herschel-Bulkley模型对赤泥流变特性描述最佳.基于Herschel-Bulkley模型,提出了赤泥剪切应力本构公式,可计算不同含水率和剪切速率下的剪切应力,为了解赤泥力学特性和数学模型开发提供了科学依据.     

剪切温度对生物废油改性胶粉沥青的影响

研究剪切温度对生物废油改性胶粉沥青性能的影响,选择50号和70号基质沥青为研究对象,分别加入等量的生物废油和橡胶粉,剪切时间相同,制备不同剪切温度下的生物废油改性胶粉沥青样品,通过黏度、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验研究不同剪切温度下沥青样品流变性能的变化。对沥青样品进行短期老化和长期老化试验,研究沥青老化后性能的变化。借助傅里叶红外光谱试验研究沥青样品中官能团的变化,揭示剪切温度影响的微观机制。结果表明:随着剪切温度的提高,生物废油改性胶粉沥青的黏度、高温性能、中温性能和低温性能均先增强后减弱,且具有一定的抗老化能力;生物废油促进了胶粉的溶胀;高温剪切,沥青老化明显,胶粉发生脱硫降解反应,导致沥青性能降低;生物废油改性胶粉沥青的最佳剪切温度为145~155℃。     

TS和温度对污泥流变特性的影响

对污水厂的污泥进行流变特性分析,考察不同TS下污泥的极限黏度、屈服应力、触变性等流变特征指标的变化规律,并重点探讨TS和温度对污泥流变特性的影响。结果表明：当活性污泥TS为0.86%时,剪切速率从0增加到100s-1的过程中,污泥具有假塑性流体的特征,但随剪切速率的不断增大(100s-1到1000s-1时）,表现出胀塑性流体的特征,其流变特性可用Herschel-Bulkley模型来描述。屈服应力与TS的呈幂律关系;极限黏度和触变环面积与TS呈指数关系;污泥黏度和触变环面积随温度升高而呈现降低趋势,且低剪切速率对黏度这种趋势的影响更加显著。     

总固体和温度对污泥流变特性的影响

对污水厂的污泥进行流变特性分析,考察不同总固体(total solid,TS)下污泥的极限黏度、屈服应力、触变性等流变特征指标的变化规律,并重点探讨TS和温度对污泥流变特性的影响。结果表明:当活性污泥TS为0.86%时,剪切速率从0~100 s-1的过程中,污泥具有假塑性流体的特征,但随剪切速率的不断增大(100~1 000 s-1时),表现出胀塑性流体的特征,其流变特性可用Herschel-Bulkley模型来描述。屈服应力与TS的呈幂律关系;极限黏度和触变环面积与TS呈指数关系;污泥黏度和触变环面积随温度升高而呈现降低趋势,且低剪切速率对黏度这种趋势的影响更加显著。     

冷家稠油黏温特性及流变特性实验研究

应用回归分析理论,开展现场取样、室内测量实验,建立数学模型,对辽河油田冷家稠油黏温特性及流变特征进行分析,得到稠油黏度关于温度、剪切速率的二元函数,回归出剪切应力与剪切速率、屈服应力值与温度、表观黏度与剪切速率的关系曲线。研究认为,冷家稠油随着温度升高、剪切速率的增大,黏度降低;临界温度Tc=72.51℃是牛顿流与非牛顿流的转变点;温度从40℃上升到70℃时,屈服应力值随着温度的升高而呈线性递减,当温度达到Tc时,屈服应力值就变为零;在非常低的剪切速率范围内,黏度下降最快,在高剪切速率情况下,黏度近似于不变。     

高压上浆过程中浆液的流变特性

为探讨高压上浆对浆液流变性能的影响,通过实验测量玉米、马铃薯、PVA等浆液在不同质量分数、剪切速率及剪切应力下黏度的变化情况,并分析其流变特性.实验结果表明,在高压上浆过程中,浆纱的速度大幅提高,其剪切速率随之亦显著提高,而浆液黏度则大幅降低.压浆力的提高使得浆液的剪切应力相应增加,而随着剪切应力的增加,浆液的黏度亦随之下降,从而体现出高浓、高压、低黏的高压上浆特点.根据不同浆液的流变性能特点,分析比较马铃薯和玉米淀粉的浆液,认为马铃薯淀粉更适合高压上浆,且马铃薯/PVA混合浆较玉米/PVA混合浆更加适合于高压上浆.     

γ-辐射对医用一次性防护服材料流变性能影响研究

为研究辐照剂量对医用一次性防护服材料流变性能的影响，对比不同γ-辐射剂量下医用一次性防护服材料流变性能的变化。结果表明：复数黏度[η^*]在辐照剂量30 k Gy时，低频区域出现明显的剪切稀化现象，并且低频的[η^*]高于未辐照样品；储能模量G′在辐照剂量30 k Gy时，低频区域G′最大；低频区域损耗角正切tan δ随着辐照剂量的增加而减小，体系弹性增加，呈现类液态向类固态属性转变；通过相角δ-复数模量[G^*]、Han′s、Cole-Cole、[η^*]-[G^*]这4种模型证明了材料由类液态向类固态转变；时间扫描随辐照剂量的增加G′降低；温度扫描未辐照和30 k Gy辐照样品的G′随着温度增加而降低，而50和70 k Gy辐照样品的G′随着温度增加呈现先降低后升高的趋势。本研究揭示了不同剂量γ-辐射对医用一次性防护服材料流变性能的变化规律。     

成分比例和温度调控对剪切增稠液流变性能的影响

以粒径为350 nm的二氧化硅和聚乙二醇200为原料,通过球磨的方式将不同比例的二氧化硅和聚乙二醇进行充分混合后得到剪切增稠液,并从剪切应力、剪切速率与黏度方面分析剪切增稠液的流变特性,研究二氧化硅质量分数和温度对黏度的影响.结果表明,在一定范围内,随着纳米二氧化硅含量增加和温度的降低,剪切增稠液的整体黏度逐渐增加,临界剪切速率逐渐减小,更易触发剪切增稠机制.     

中等浓度表面活性剂溶液流变特性的实验研究

为研究剪切速率和溶液浓度对中等浓度表面活性剂溶液流变特性的影响,在25℃、1～300s-1剪切速率范围内,对质量分数分别为0.05%、0.07%、0.10%和0.15%的CTAC/NaSal表面活性剂溶液进行稳态模式下的流变测量.研究表明,随着表面活性剂浓度的增大,由剪切诱导转变引起的黏度增稠率依次减小,当浓度达到某一临界饱和值时不再有剪切诱导转变发生,该浓度所对应的黏度-剪切速率流变曲线称为最大黏度线.当浓度低于临界饱和浓度时,在以临界剪切速率为界的两区域内,剪切速率-剪切应力流变曲线分别符合对数模型.从能量的视角分析了剪切诱导结构(SIS)可能的形成机理,指出诱导SIS形成的临界能量值本质上是由胶束结构决定的.从流变的角度指出,对于中等浓度的表面活性剂溶液,SIS不再是产生湍流减阻的必要条件.     

不同体积分数磁流变液对其剪切特性的影响

为研究不同体积分数磁流变液的剪切性能,分别制备出不同体积分数(10%、20%、30%、40%)的四种磁流变液;使用流变仪分别测出这四种磁流变液在不同剪切速率(0～1 000 s~(-1))下的剪切应力和表观黏度,分析其剪切性能;并用Bingham模型进行拟合,得到剪切应力、表观黏度和体积分数之间的定量关系。结果表明:在相同的体积分数下,随着剪切速率的增加,磁流变液的剪切应力缓慢增大,表观黏度呈指数下降;剪切速率不变的前提下,随着体积分数从10%增大到40%,磁流变液的屈服应力从3. 9 kPa增大到14. 2 kPa,表观黏度明显增大,塑性黏度系数从3. 2增大到3. 7,流动特性指数n减小。可见,体积分数高的磁流变液其剪切性能越好,在智能机构等方面得到广泛应用。     

萌发玉米淀粉流变学特性的研究

实验研究了萌发玉米淀粉在不同温度和质量分数时剪切速率和表观黏度的关系,计算出各温度和质量分数下萌发玉米淀粉的稠度系数(K)和流变指数(n).实验表明,由于萌发玉米淀粉结构的微细化,淀粉糊表观黏度随温度的升高减小;质量分数增大时萌发玉米淀粉剪切稀化不明显.同时,温度的升高流变指数变化较大,偏向于牛顿流体;而质量分数的增加则使萌发玉米淀粉保持良好的假塑流体状态.     

水平圆管超临界二氧化碳摩阻试验研究

结合超临界二氧化碳流体性质,研制了一套超临界二氧化碳在水平圆管摩阻测试装置;并进行了超临界二氧化碳摩阻变化规律实验。实验结果表明:随着剪切速率的增大,SC-CO_2的摩阻逐渐升高;随着温度的升高,同一剪切速率下,SC-CO_2的摩阻逐渐降低;SC-CO_2的管内摩阻明显低于清水;且温度越高、剪切速率越大,摩阻差值越大;在SC-CO_2中加入添加剂可提高SC-CO_2的黏度,其摩阻比纯SC-CO_2高。     

微尺度下压力对聚丙烯剪切黏度影响研究

利用高精度RH10毛细管流变仪开展微尺度下聚丙烯（PP）流变实验研究。选用内径分别为0.25、0.5、1.0 mm的口模,研究剪切速率3×10²~5×10³ s^-1范围内,温度为210、220、230℃时PP黏度变化。结果表明：在相同的剪切速率与温度下,相比于1.0 mm口模中PP熔体黏度,0.25、0.5 mm口模中PP熔体的黏度增大;3种口模内体现黏度与温度关系的Arrhenius公式拟合系数不同,揭示了微尺度下PP剪切黏度的尺度依赖性。分析认为在微小直径口模内PP熔体压力的增加是黏度变化的原因之一,并基于Barus公式提出用于量化微尺度下PP黏度的等效压力概念。     

低分子量聚丙烯酰胺溶液流变性研究

采用椎板流变仪,研究质量浓度、温度、剪切速率对分子质量为8万的低分子量聚丙烯酰胺溶液的流变性能的影响.结果表明,ω(PAM)≤15%的低分子量聚丙烯酰胺溶液呈现出牛顿流体的性质,ω(PAM)=25%的低分子量聚丙烯酰胺溶液为假塑性流体,ω(PAM)=35%的低分子量聚丙烯酰胺溶液接近于塑性流体.