弛豫频率对稠油微波降粘效果影响规律研究

发布时间：2017-10-24 06:27

  本文关键词：弛豫频率对稠油微波降粘效果影响规律研究

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【摘要】：将微波应用于稠油降粘是一项新技术。微波频率及物质的固有弛豫频率作为微波的重要参数能够对其作用效果产生显著的影响,论文从实验及理论两方面进行了弛豫频率对微波作用效果的影响规律研究,为微波能最大效果的作用于稠油提供实验参考和理论依据。论文首先进行了,不同微波频率(27MHz、235MHz、470MHz、915MHz、2450MHz)辐射30℃~70℃温度范围内的稠油后,其流变性变化的对比实验,探究了微波频率及温度对稠油流变性的影响。其次,通过实验测量了不同微波频率下,20℃~70℃温度范围内,稠油的复介电常数及其损耗角正切,分析了微波频率及温度对稠油介电属性的影响。根据稠油电介质实验数据及德拜方程,绘制出稠油的cole-cole图,确定其峰值弛豫频率f_R范围。最后,结合实验结果及电介质理论,分析了微波作用稠油油样时微波热效应及非热效应的影响,初步研究了弛豫频率对稠油微波降粘效果的影响规律。研究表明:1)油样温度在30℃~70℃,频率在27MHz~2450MHz范围内,相同初始温度下,频率越高稠油微波降粘效果越好;相同频率下,初始温度越低稠油微波降粘效果越好;2)温度在20℃~70℃,频率在235MHz~2450MHz范围内,相同温度下,频率越高稠油的介电损耗越大;相同频率下,温度越低稠油的介电损耗越大;3)20℃~70℃温度范围内,稠油峰值弛豫频率f_R范围为3169~2570MHzMHz,并选取其作为微波作用稠油的优选频率段。4)微波频率越接近稠油的弛豫频率,稠油微波降粘效果越好;5)微波对稠油的作用效果受到微波的热效应和非热效应的共同影响。
【关键词】：微波 弛豫频率 稠油 介电参数 数学模型
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE345
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 问题的提出9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 稠油微波降粘的研究现状10-11
• 1.2.2 微波频率影响微波作用效果的国内外研究11-12
• 1.2.3 弛豫频率影响微波作用效果的国内外研究12-13
• 1.3 研究目的和意义13
• 1.4 研究的内容和方法13-14
• 1.5 创新点14-15
• 第二章 稠油与微波能基础知识15-24
• 2.1 稠油及其基本性质15-17
• 2.1.1 稠油的分类15-16
• 2.1.2 稠油组成16-17
• 2.1.3 稠油粘度及致粘因素17
• 2.2 微波17-18
• 2.2.1 微波简介17-18
• 2.2.2 微波加热18
• 2.3 电介质及介电极化简介18-20
• 2.3.1 电介质简介18-19
• 2.3.2 电介质分类19
• 2.3.3 电介质极化19-20
• 2.4 极化弛豫及介电损耗20-23
• 2.4.1 弛豫频率与介电损耗21-23
• 2.5 弛豫时间与温度23-24
• 第三章 不同频率微波处理不同初始温度稠油的实验研究24-40
• 3.1 实验条件24-27
• 3.1.1 实验样品24
• 3.1.2 实验仪器24-27
• 3.2 样品制备27-28
• 3.2.1 稠油油样的预处理27
• 3.2.2 稠油的含水率测定27-28
• 3.3 实验内容及结果分析28-39
• 3.3.1 凝点测定28-31
• 3.3.2 不同频率微波作用稠油油样的降粘实验31-36
• 3.3.3 不同初始温度下稠油油样的微波降粘实验36-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 稠油电介质属性的测量与分析40-57
• 4.1 稠油复介电常数的测量条件40-41
• 4.1.1 实验设备40
• 4.1.2 校准实验40-41
• 4.2 稠油的复介电常数测量41-49
• 4.2.1 温度对稠油复介电常数的影响48-49
• 4.3 计算损耗角正切49-52
• 4.4 求解稠油弛豫频率52-56
• 4.4.1 德拜方程52-54
• 4.4.2 稠油弛豫频率的计算54-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 微波对稠油微相温度分布的作用机理分析57-65
• 5.1 温度分布模型57-58
• 5.2 模型的求解58-60
• 5.2.1 参数的选取58-59
• 5.2.2 温度场的计算59-60
• 5.2.3 计算结果验证60
• 5.3 模型分析60-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 弛豫频率影响稠油微波降粘效果的机理分析65-75
• 6.1 弛豫频率影响稠油微波降粘效果的机理分析65-68
• 6.1.1 介电损耗的物理解释65
• 6.1.2 弛豫频率f_R对电介质介电属性的影响65-67
• 6.1.3 弛豫频率影响稠油微波降粘效果的机理分析67-68
• 6.2 弛豫频率对温度影响稠油微波降粘的机理分析68-70
• 6.2.1 弛豫时间与温度的关系68-69
• 6.2.2 温度对稠油的电介质参数的影响69
• 6.2.3 弛豫频率对温度影响微波降粘效果的机理分析69-70
• 6.3 微波对稠油凝点改善的机理分析70-71
• 6.4 微波对稠油粘度改善的机理分析71
• 6.5 弛豫频率对微波作用稠油的热效应及非热效应分析71-73
• 6.5.1 弛豫频率对微波作用稠油的热效应分析71-72
• 6.5.2 弛豫频率对微波作用稠油的非热效应分析72-73
• 6.6 其他因素对作用结果的影响73
• 6.7 本章小结73-75
• 第七章 结论及建议75-77
• 7.1 基本结论75
• 7.2 建议75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81-82

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1 李美莹;弛豫频率对稠油微波降粘效果影响规律研究[D];西安石油大学;2016年

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本文编号：1087480