【摘要】：低溫下的含蠟油因析出的蠟晶形成一定的結構而表現(xiàn)出復雜的非牛頓流體特性。目前的研究大多基于傳統(tǒng)的流變學實驗,通過建立模型表征其表觀流變特性,鮮有研究涉及含蠟油可能出現(xiàn)的本構失穩(wěn)現(xiàn)象。所謂本構失穩(wěn)是指某一應力對應多個剪切率的現(xiàn)象。為了確定含蠟油是否具有本構失穩(wěn)行為,采用控應力型流變儀進行了剪切率線性加載、恒應力加載、穩(wěn)態(tài)模式實驗,實驗結果表明低溫下的含蠟油具有滯回環(huán)、黏度分叉、非單調平衡流變曲線等本構失穩(wěn)的宏觀表現(xiàn)。為了服務于模型描述與建立等工作,針對非單調平衡流變曲線這一易于定量描述的本構失穩(wěn)現(xiàn)象,探究了剪切歷史對平衡態(tài)的影響。結果表明平衡態(tài)與最大剪切率相關,據(jù)此為穩(wěn)態(tài)實驗方法的確定提供了參考;進一步,分析了低溫下含蠟油非單調平衡流變曲線的本構失穩(wěn)現(xiàn)象及溫度、最大剪切率對其的影響。為了探索本構失穩(wěn)的模型描述方法,基于平衡流變曲線,對比分析了Houska模型與Coussot模型的擬合效果。根據(jù)擬合數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)的平均相對偏差,確定了Houska模型的擬合效果優(yōu)于Coussot模型。將Houska模型應用于含蠟油穩(wěn)態(tài)圓管層流流動計算,分析了本構失穩(wěn)在含蠟油管流流動中的體現(xiàn)及其對速度分布的影響。結果表明本構失穩(wěn)對速度分布的影響與流體本身特性、初始結構狀態(tài)、管道運行壓力及管徑等相關,流體本身失穩(wěn)特性越強、初始結構狀態(tài)越強、管道運行壓力越小、管徑越大,本構失穩(wěn)對速度分布的影響越大。綜上,本文實驗探究了含蠟油低溫下的本構失穩(wěn)行為,揭示了剪切歷史對平衡態(tài)的影響,且明確了本構失穩(wěn)在管流流動中的體現(xiàn)及影響因素。
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE832.31
【圖文】：

圖 1.8 恒定應力作用下含蠟模擬油在錐板間不同位置處速度隨時間的變化[59].8 The space-time diagrams indicating evolution of the velocity profile within the system for creep tests在 Dimitriou 研究的基礎上，Geri 等[61]隨后再次獲得了含蠟模擬油體系模式下的非單調平衡流變曲線（如圖 1.9），且提出了可描述含蠟原油與觸變特性的本構模型，通過體積分數(shù)變量向模型中引入了溫度的影 Geri 等的工作提及了含蠟模擬油的非單調平衡流變曲線，但是并非將失穩(wěn)的一個重要表現(xiàn)來考慮，僅將其視為觸變性在穩(wěn)態(tài)實驗模式下的為之后模型的建立和驗證作參考。a

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本文編號：2716968