中浓度纸浆流态化特征

为了研究中浓度纸浆在不同剪切力下的流动特征,找到中浓度纸浆在流态化过程中的变化规律,实现中浓度纸浆悬浮液的流态化,从而达到泵送中浓度纸浆的目的,通过对纸浆剪切受力进行分析,并试验测量中浓度纸浆的密度及剪切应力和剪切旋转速度.建立了纸浆剪切应力和旋转剪切速度数学模型,根据其数学模型与试验结果分析,发现了不同浓度(质量分数)下纸浆的流态化特性,得到了中浓度纸浆的表观屈服应力和使其流态化所需的临界剪切应力,并建立其与纸浆浓度的数学模型.结果表明:功率数随着纸浆浓度的增加而增加,随着转速的增加逐渐减小,最终趋向于一个较小的稳定值,此时中浓度纸浆处于流态化状态.     

不同粒径尾砂料浆塌落度和屈服应力关系

尾砂料浆的流变特性既是水砂充填管道输送设计的重要指标,也可为尾砂胶结料浆的流动特性评价提供参考。基于标准塌落筒试验和流变试验,获得了不同质量浓度下4种尾砂料浆的塌落度和剪切屈服应力。结果表明：在料浆塌落度变化较大的质量浓度区间内,粗、细粒径尾砂料浆的塌落度均随料浆质量浓度的增加而减小,但细粒径尾砂料浆塌落度减小速度更快;随着质量浓度的增加,细粒径尾砂料浆的剪切屈服应力呈指数形式增大,而粗粒径尾砂料浆的屈服应力的变化相对不显著。通过分析粗、细尾砂料浆的塌落度和流变试验结果,发现料浆塌落度与屈服应力之间呈指数关系。     

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。     

煤浆浓度对油煤浆流变特性和表观黏度的影响

煤浆质量分数是影响油煤浆流变特性的主要因素之一。文中研究了煤浆质量分数对内蒙古胜利褐煤与液化起始溶剂和循环溶剂配制成的油煤浆的流变特性和表观黏度的影响。采用NXS-11A型旋转黏度计测量煤浆体系在30～70℃时在不同剪切速率下的剪切应力和表观黏度,绘制煤浆体系流变曲线和黏度曲线,分析了流变和黏度特性。结果表明:在实验条件下胜利褐煤起始溶剂油煤浆和循环溶剂油煤浆都符合宾汉流体的特征;油煤浆体系的塑性黏度、屈服应力和表观黏度都随煤浆质量分数的增大而增大,煤浆的表观黏度与煤浆质量分数之间呈指数增长型关系,当煤浆质量分数超过一定数值范围后,煤浆体系的表观黏度会急剧上升。     

阳离子乳化沥青对水泥乳化沥青浆体流变性的影响

采用流变仪测定水泥乳化沥青(CA)浆体的流变曲线,考察沥青与水泥质量比、沥青的组成和阳离子乳化沥青中乳化剂含量对CA浆体表观黏度和屈服应力的影响,通过激光粒度仪测定乳化沥青平均粒径,探讨乳化沥青平均粒径对CA浆体流变性的影响。结果表明:CA浆体属于非牛顿流体,呈现剪切变稀的特性;CA浆体的表观黏度和屈服应力都随沥青与水泥质量比和乳化沥青中乳化剂含量的增加而增大,随沥青质质量分数的增加而降低;CA浆体的表观黏度和屈服应力与乳化沥青的平均粒径负相关。     

APAM对全尾似膏体及其管道输送流变特性的影响

为探究添加阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)前后,全尾似膏体浆料及其管道输送的流变特性,构建考虑屈服应力、稠度系数和流变指数的屈服伪塑性体流变模型,并推导管道输送的沿程阻力计算公式。以某铅锌银矿质量分数为70%的全尾似膏体浆料为例,进行6组室内恒定剪切流变试验,对比添加APAM前后浆料的切应力和表观黏度的变化,并预测沿程阻力。研究结果表明:添加APAM后,浆料的平衡切应力和平衡表观黏度均大于添加APAM前,且剪切速率越大,浆料的平衡切应力和平衡表观黏度增加比例越小;添加APAM后,浆料的沿程阻力损失比添加APAM前多13.16%。     

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。     

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。     

不同浓度料浆流变特性与混合骨料级配相关性试验

为了探究混合骨料配比及粒径级配对料浆流变特性的影响,首先对矿山充填常用的废石和棒磨砂及其混合骨料进行粒径分析,并得到相应的特征粒径.其次采用流变仪对不同骨料配比、不同质量分数条件下的料浆进行测定,采用H-B流变模型拟合出相应的流变参数.然后对流变参数和流变特性进行分析,并基于最小二乘法研究骨料粒径级配与料浆流变特性的相关性.最后对料浆稳定性进行讨论,并通过建立力学模型确定了混合骨料不沉降离析的临界粒径范围为13.8~21.6mm.试验结果表明:料浆屈服应力和表观黏度均随料浆质量分数的增大而增大;随着剪切速率的增大,料浆流变特性表现出不同的模型特性;料浆流变特性参数与骨料粒径级配的相关性随着特征粒径值的增大而增大.随着质量分数的提高,料浆屈服应力与骨料粒径级配相关性逐渐减弱,而表观黏度与之相反,质量分数和骨料粒径级配对料浆稳定性有很大影响.     

聚丙烯酰胺溶液的地下流变特征

通过室内物理模拟方法,利用岩心流动实验装置,研究了不同分子量、浓度的聚合物溶液通过不同渗透率的多孔介质流变特性。实验结果显示聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中呈现剪切变稀主剪切增稠的双重流变特性,其临界流速随分子量、浓度的增加而减小,随渗透率增大而增大。在剪切增稠区,流变性满足幂律模型,而且流变行为指数仅仅是聚合物本身性质参数的函数,而与渗透率无关。这一结果认为在聚合物驱的注入井附近地带将导致附加压降,影响聚合物的注入性能。     

ASP三元复合体系在孔隙介质中的流变性

利用室内物理模拟的方法,对三元复合体系在多孔介质中的流变行为进行了研究,分析了聚合物、碱、表面活性剂浓度和岩芯渗透率对三元复合体系在多孔介质中的流变特征的影响规律,研究结果认为复合体系在多孔介质中呈现出剪切变稀和增稠双重流变特性,复合体系在多孔介质中出现粘弹流变特征的临界剪切速率随着聚合物浓度的升高而减小,随着表面活性剂和碱浓度的增加而增大。     

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.     

环境温度和水化时间对纳米偏高岭土水泥浆流变性的影响

为研究环境温度和水化时间对纳米偏高岭土(NMK)水泥浆流变性的影响，利用流变性方法测量不同环境温度(8～45℃)和水化时间(10～90min)条件下NMK水泥浆流变性的变化规律.同时采用X-射线衍射仪和激光粒度仪分析新拌NMK水泥浆水化特性及絮凝结构.考虑环境温度、水化时间、NMK掺量和水胶比的影响，基于BP神经网络建立了流变参数预测模型.结果表明：水泥与水接触90min内水泥水化缓慢，NMK颗粒特性和絮凝结构是影响新拌水泥浆流变性的主要因素.NMK水泥浆流变特征符合修正Bingham模型，浆体呈现剪切稀化行为；随环境温度(8～45℃)升高，NMK水泥浆表观黏度降低，触变性先增大后减小，且水泥浆触变性在27℃左右达到最大值；环境温度对屈服应力和塑性黏度无显著影响.掺1%～10%NMK水泥浆表观黏度、屈服应力和塑性黏度随水化时间(10～90min)的变化幅度较普通水泥浆小.考虑环境温度、水化时间、NMK掺量等多因素影响的BP神经网络模型所预测流变参数与试验值吻合较好.     

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.     

预交联凝胶颗粒与十二烷基硫酸钠的相互作用

建立预交联凝胶颗粒对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的吸附特性与SDS对预交联凝胶颗粒膨胀性影响规律的关系,利用稳态剪切流变和振荡剪切流变方法研究SDS对预交联凝胶颗粒流变性能的影响,探讨预交联凝胶颗粒与SDS的相互作用机制。结果表明:随着SDS质量浓度的增加,表面活性剂在预交联凝胶颗粒上的吸附量逐渐增加后达到饱和,而预交联凝胶颗粒的膨胀倍数先逐渐降低,达到吸附饱和后基本稳定;预交联凝胶颗粒具有剪切变稀性,吸附表面活性剂SDS之后对其在低剪切速率下的表观黏度具有显著影响,随着SDS质量浓度的增加其屈服应力逐渐减小,储能模量呈现先降低后升高的趋势。     

纤维素/壳聚糖/ZnCl2·4H2O溶液的制备及其流变性能

采用ZnCl2·4H2O溶液作为纤维素和壳聚糖的共同溶剂,制备纤维素/壳聚糖/ZnCl2·4H2O溶液,研究温度、原料组分和剪切频率等对纤维素/壳聚糖/ZnCl2·4H2O溶液流变性能的影响.研究结果表明：溶液中大分子链间缠结点在高温下更易打开,流动阻力下降;CS/BC分数增加时缠结作用强,流动阻力升高.故溶液的表观黏度、结构黏度指数、零切黏度、储能模量和损耗模量随着温度的升高而减小,随着壳聚糖/纤维素(CS/BC)分数的增加而增大;剪切频率增加,溶液的表观黏度减小,储能模量和损耗模量增大.     

氧化塘污泥流变特性的研究

本文选用聚铁作为絮凝剂,考察了剪切速率、污泥浓度、污泥pH值、聚铁投加量因素对污泥流变性的影响。研究表明：污泥属于非牛顿流体,具有剪切稀化的特性;在实验污泥浓度范围内,污泥表观粘度随着其浓度增大而增大;pH值变化对污泥流变性质影响不同,酸性时体系粘度较小,随着pH的增大,表观粘度增大,碱性表现粘度较大;随着聚铁浓度的增大,污泥的表观粘度减小。这些实验现象可用颗粒的空间结构化理论及絮凝原理予以解释。     

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.     

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.     

硅氧烷增稠CO_2压裂液高压流变性

压裂过程中CO_2压裂液的相态和流变特性复杂多变,CO_2压裂液的高压流变性是压裂设计的基础。制备一种硅氧烷类增稠剂,测试其增稠性能,并通过改变增稠剂质量分数、温度、压力研究增稠后的CO_2压裂液在毛细管内流动的流变特性。结果表明:8～16 MPa条件下,硅氧烷增稠CO_2压裂液表现为典型的幂律流体特性;温度和压力对硅氧烷增稠的CO_2流变性影响显著,随着温度升高,硅氧烷增稠CO_2的表观黏度降低,稠度系数与流变指数均减小,在30～40℃,CO_2由液态变为超临界状态,增稠CO_2的表观黏度大幅度下降;随着压力升高,硅氧烷增稠CO_2表观黏度升高,稠度系数增大,流变指数减小,CO_2压裂液的非牛顿性增强,压力由8 MPa升高至16 MPa,硅氧烷增稠CO_2的表观黏度增大62%。