含蜡油本构关系稳定性的研究

发布时间：2020-06-17 02:51

【摘要】：低温下的含蜡油因析出的蜡晶形成一定的结构而表现出复杂的非牛顿流体特性。目前的研究大多基于传统的流变学实验,通过建立模型表征其表观流变特性,鲜有研究涉及含蜡油可能出现的本构失稳现象。所谓本构失稳是指某一应力对应多个剪切率的现象。为了确定含蜡油是否具有本构失稳行为,采用控应力型流变仪进行了剪切率线性加载、恒应力加载、稳态模式实验,实验结果表明低温下的含蜡油具有滞回环、黏度分叉、非单调平衡流变曲线等本构失稳的宏观表现。为了服务于模型描述与建立等工作,针对非单调平衡流变曲线这一易于定量描述的本构失稳现象,探究了剪切历史对平衡态的影响。结果表明平衡态与最大剪切率相关,据此为稳态实验方法的确定提供了参考;进一步,分析了低温下含蜡油非单调平衡流变曲线的本构失稳现象及温度、最大剪切率对其的影响。为了探索本构失稳的模型描述方法,基于平衡流变曲线,对比分析了Houska模型与Coussot模型的拟合效果。根据拟合数据与实验数据的平均相对偏差,确定了Houska模型的拟合效果优于Coussot模型。将Houska模型应用于含蜡油稳态圆管层流流动计算,分析了本构失稳在含蜡油管流流动中的体现及其对速度分布的影响。结果表明本构失稳对速度分布的影响与流体本身特性、初始结构状态、管道运行压力及管径等相关,流体本身失稳特性越强、初始结构状态越强、管道运行压力越小、管径越大,本构失稳对速度分布的影响越大。综上,本文实验探究了含蜡油低温下的本构失稳行为,揭示了剪切历史对平衡态的影响,且明确了本构失稳在管流流动中的体现及影响因素。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE832.31
【图文】：

图 1.8 恒定应力作用下含蜡模拟油在锥板间不同位置处速度随时间的变化[59].8 The space-time diagrams indicating evolution of the velocity profile within the system for creep tests在 Dimitriou 研究的基础上，Geri 等[61]随后再次获得了含蜡模拟油体系模式下的非单调平衡流变曲线（如图 1.9），且提出了可描述含蜡原油与触变特性的本构模型，通过体积分数变量向模型中引入了温度的影 Geri 等的工作提及了含蜡模拟油的非单调平衡流变曲线，但是并非将失稳的一个重要表现来考虑，仅将其视为触变性在稳态实验模式下的为之后模型的建立和验证作参考。a

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本文编号：2716968