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稠油粘度预测模型研究

稠油粘度预测模型研究

作者：雷宇西南石油大学

学位级别：硕士

稠油粘度数据是进行油气藏数值模拟的基础。其地层油的粘度虽然可以通过实验测得,但却耗时耗力,成本较之采用模型计算的方法要高的多,因此,开发可靠的油气粘度模型具有至关重要的意义。现有的粘度模型在运用到稠油地层油粘度预测时... 详细信息

稠油粘度数据是进行油气藏数值模拟的基础。其地层油的粘度虽然可以通过实验测得,但却耗时耗力,成本较之采用模型计算的方法要高的多,因此,开发可靠的油气粘度模型具有至关重要的意义。现有的粘度模型在运用到稠油地层油粘度预测时,由于其重质组分胶质沥青质含量高,用实测参数对重质组分特征化后计算出的粘度误差比较大。本文在调研的基础上选择了目前应用效果相对较好、较普遍的基于PR状态方程的粘度模型作为改进对象,对原模型重质组分特征化过程用两种方法进行了改进,得到了简便易行的适用于较轻稠油的单一重质假组分特征化改进PR粘度模型,和体现胶质沥青质含量的可以应用于较重稠油的双重重质假组分特征化改进PR粘度模型。以下是主要研究内容及成果：（1）对稠油样品进行了实验。包括地面脱气油和地层油在常压和高压下的基本物性、粘温曲线及粘压曲线等,共得到了59个粘度数据。（2）从粘度的影响因素出发,可以得到密度,相对分子量,正常沸点相近的纯物质,其粘度的最大值可以是最小值的1.34、1.31和2.08倍;对于稠油混合物体系来说,密度相近,但胶质和沥青质含量不同的两稠油混合物样品,吐哈样是叙利亚A样粘度的6.14倍。因此,对于沥青胶质含量高的稠油,采用实测的物性参数来对重烃馏分进行特征化,其粘度的计算误差往往较大。（3）建立了PR粘度模型的特征化方法,并针对重质假组分的特征化方法,进行了改进,建立并验证了单一重质假组分特征化改进粘度模型。另外,通过对40组单碳数重烃组分物性参数的计算,建立并验证了适用于该改进模型的重质馏分的特征化关联式法。此改进后的模型对稠油样品体系最高相对误差为9.81%,最低相对误差为5.00%,平均误差为7.41%,即此改进后的模型对稠油样品体系的平均误差为7.41%。（4）建立并验证了双重重质假组分特征化改进模型。此模型是利用胶质沥青质的质量百分含量,对原粘度模型中稠油重质假组分特征化方法做了改进得到的。此改进后的模型对稠油样品体系的最高相对误差为4.10%,最低相对误差为2.75%,平均误差为3.43%,即此双重重质假组分特征化改进模型对稠油体系的平均误差为3.43%。（5）将三个模型对稠油样品体系粘度的平均相对误差进行了比较分析。从中可以看出,改进后的两模型明显比原模型精确。

关键词：稠油粘度粘度模型稠油化学组成重质馏分特征化方法

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含铬炼钢渣的粘度预测模型

含铬炼钢渣的粘度预测模型

2018年（第二十届）全国炼钢学术会议

作者：黄兵祝明妹钟勇朱鹏重庆大学材料科学与工程学院

为了找到一种适用于计算非均相含铬炼钢渣的粘度模型,本文实验测量了12组渣样在1500℃时的粘度值,采用几种常用的均相粘度模型计算原始渣样的粘度。通过FacSage软件计算1500℃时熔渣的液相成分、含量以及固体颗粒的质量分数来对炉渣成... 详细信息

为了找到一种适用于计算非均相含铬炼钢渣的粘度模型,本文实验测量了12组渣样在1500℃时的粘度值,采用几种常用的均相粘度模型计算原始渣样的粘度。通过FacSage软件计算1500℃时熔渣的液相成分、含量以及固体颗粒的质量分数来对炉渣成分进行修正,并换算出了固体颗粒的体积分数。将得到的结果用于Einstein-Roscoe方程计算炉渣的表观粘度并对方程进行了优化。研究结果表明:使用Iida模型计算修正后渣样的粘度值与实验结果最接近,平均误差为24.66%,因此可以将其计算结果作为Einstein-Roscoe方程中的η0。使用优化后的Einstein-Roscoe方程计算得到的熔渣粘表观度值与实验值的平均误差只有20.32%,优化后的方程为η=η0（1-0.14f）-2.5。

关键词：含铬炼钢渣粘度粘度模型 FactSage 固体颗粒体积分数

来源： cnki会议评论

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金属粉末注射充填中渗流现象的数值仿真

材料导报 2022年第S2期36卷 426-431页

作者：裔英明丁桦广州工业技术研究院广州511458

在金属粉末注射充填中,金属粉末相与粘结剂相会发生两相偏析。在高粉末体积分数处当金属粉末相流速为零时粘结剂相会发生渗流。目前已有采用两相流体数学模型对偏析的仿真研究,尚未有对渗流的仿真。使用两相流体数学模型时在粉末相流速... 详细信息

在金属粉末注射充填中,金属粉末相与粘结剂相会发生两相偏析。在高粉末体积分数处当金属粉末相流速为零时粘结剂相会发生渗流。目前已有采用两相流体数学模型对偏析的仿真研究,尚未有对渗流的仿真。使用两相流体数学模型时在粉末相流速为零处粘结剂相流速满足达西定律,即该模型亦适用于渗流的仿真。然而,目前在使用该模型时为简化计算认为粉末相粘度和动量交换系数在高、低粉末体积分数处相同。这种简化虽然可模拟出发生在低粉末体积分数处的偏析现象,但是导致高粉末体积分数处渗流发生时强烈的粉末相内部相互作用和两相间相互作用不能得到准确模拟,从而不能对渗流进行仿真。本工作提出了将粉末相粘度与动量交换系数模型化以模拟渗流的方法。使用该方法对收缩矩形管道内的注射充填进行仿真,结果显示收缩管道中收缩处金属粉末发生了聚集,粘结剂产生了渗流,并且渗流的发生使得粉末体积分数产生较大的不均匀分布。本工作中的方法可为其他领域的多相流中渗流形成的研究提供参考。

关键词：金属粉末注射成型注射充填渗流粘度模型动量交换系数模型有限单元法

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TPU共挤微管的模具设计与成型工艺研究

TPU共挤微管的模具设计与成型工艺研究

作者：潘建武湘潭大学

学位级别：硕士

近年来,随着临床医学的快速发展以及微创手术的盛行,对医用微管的精密度、几何复杂度以及多功能性等提出了更加严格的要求。目前,我国的医用共挤微管大多依赖于进口,生产技术与其他发达国家相比有较大差距,缺乏基础性研究与理论指导。... 详细信息

近年来,随着临床医学的快速发展以及微创手术的盛行,对医用微管的精密度、几何复杂度以及多功能性等提出了更加严格的要求。目前,我国的医用共挤微管大多依赖于进口,生产技术与其他发达国家相比有较大差距,缺乏基础性研究与理论指导。在共挤微管的生产过程中,挤出机头流道结构设计以及微管制品成型加工工艺控制一直是挤出成型技术中的难点。国内研究者对于共挤微管挤出机头流道结构设计的研究取得了一定成果,但相关研究主要集中在模具结构的设计方面,而很少考虑到聚合物材料本身的流变性对共挤出加工过程的影响,尤其是对于TPU这类粘度受环境影响变化大的材料。因此,基于TPU材料流变特性研究共挤出加工过程中熔体流动变化,进而探讨共挤微管模具的设计方法,对实际生产过程中的模具设计和工艺优化具有重要的指导意义。首先对两种不同的TPU进行流变性能测试,根据流变测试结果分别用不同的数学模型进行数据拟合。通过对比拟合的结果发现,纯粘性模型中Bird-carreau模型与TPU的流变数据拟合度最高,尤其是在较低剪切速率下。另外,粘弹性模型拟合结果中的粘度(η)与储能模量(G′)与实验数据偏差较大。综合对比后发现,使用Bird-carreau模型进行数值模拟与实际的挤出加工过程更为接近。随后利用得到的Bird-carreau模型以及两种TPU材料的拟合参数,通过Polyflow有限元分析软件进行数值模拟,研究了不同流道结构参数对共挤过程中熔体流动速度均匀性的影响,通过对正交实验中各方案与各结构参数进行极差和位级趋势分析,确立最优的流道结构参数,并完成共挤出模具优化设计。最后,通过仿真模拟计算与挤出成型实验相结合的方法,探究了共挤微管加工过程中的注气压力、牵引速度以及入口流率比三个工艺参数对共挤微管截面形状和尺寸精度的影响规律。结果表明,随着注气压力的增大,内圆和外圆轮廓的椭圆度都会变小,但内圆轮廓受到的影响更大。牵引速度的增大会导致共挤微管的内外直径明显减小,内圆和外圆轮廓的椭圆度都随着牵引速度的增大而变小,且二者的变化趋势基本相同。对流率比的研究发现,高粘度一侧的流率增大会导致共挤微管在离开口模后向高粘度一侧偏移的幅度更加明显。在研究各工艺参数交互作用影响的结果发现,在注气压力为15000Pa、牵引速度为6 m/min以及流率比为5:1时,共挤微管的椭圆度最低。对比实际的共挤出实验结果与Polyflow有限元分析软件仿真模拟的结果发现,选用合适的模型模拟出的共挤出流动状态与实际加工的结果相差不大,说明Bird-carreau模型能在一定程度上较好地预测TPU聚合物熔体在挤出过程中的流动变化,证明了数值模拟计算对实际生产过程中的模具设计和工艺优化具有重要的指导意义,为高精度的共挤TPU微管研发与制备提供了具有参考价值的思路。

关键词：共挤出微管粘度模型模具设计挤出工艺

CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2基低氟渣系粘度及结构特性研究

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CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2基低氟渣系粘度及结构特性研究

作者：杨康帅西安建筑科技大学

学位级别：硕士

电渣重熔可显著提高特种钢和合金的洁净度,有效控制电渣锭化学成分均匀,改善铸坯的表面质量,使钢材性能得到大幅提高。电渣作为冶炼金属的热源,对非金属夹杂物熔解、精炼金属和隔绝空气等方面起着重要作用。目前中高氟渣被广泛应用,源于... 详细信息

电渣重熔可显著提高特种钢和合金的洁净度,有效控制电渣锭化学成分均匀,改善铸坯的表面质量,使钢材性能得到大幅提高。电渣作为冶炼金属的热源,对非金属夹杂物熔解、精炼金属和隔绝空气等方面起着重要作用。目前中高氟渣被广泛应用,源于Ca F具有降低熔点和粘度的显著特性,但大量氟化物挥发会导致熔渣成分发生变化,从而影响熔渣的物化性能。粘度作为电渣重熔渣系最重要的基本物理化学性质之一,它表示高温熔渣的流动性,与脱硫、脱氧、非金属夹杂去除和渣金反应功能,以及渣膜处的结晶行为密切相关。因此,研究电渣重熔低氟渣中各组元对渣粘度和结构影响对电渣设计具有重要的指导意义。为开发适应镍基高温合金的渣系,本文以电渣重熔Ca F-Ca O-AlO-Mg O-Ti O基低氟渣系为对象,研究Ti O、Ca F、Ca O/AlO和NaO对熔渣粘度和结构影响,以及NaO对渣结晶行为的影响,并选取合适的粘度模型,通过实验粘度数据对Zhang模型进行修正,建立符合该低氟渣系粘度数据的结构模型。采用旋转柱体法测量熔渣粘度,通过傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱检测熔渣结构,结果表明,熔渣粘度随Ti O含量增加而降低,表观粘流活化能降低;Ti O加入导致渣中[Al OF]-四面体络合物和[Al O]-四面体结构被破坏,并产生了相对简单的O-Ti-O和TiO链状结构。熔渣粘度随Ca F含量增加而降低,表观粘流活化能略有降低;Ca F加入不会解聚熔渣结构,而通过连接铝酸盐结构中的桥氧键,以NBO-Ca-F和NBO-Ca-NBO形式存在影响熔渣结构。熔渣粘度随Ca O/AlO增加而降低,表观粘流活化能降低;Ca O/AlO增加会使渣中的[Al OF]-四面体络合物结构被破坏,将[Al O]-四面体结构中的Q单元被解聚成相对简单的Q单元,同时生成了相对简单的TiO和O-Ti-O链状结构。熔渣粘度随NaO含量增加而降低,熔点和拐点温度降低;NaO增加会破坏渣中[Al OF]-四面体络合物和[Al O]-四面体网络结构,而对Ti-O伸缩振动影响较小。此外,通过差示扫描量热法测量NaO对熔渣非等温结晶行为的影响,结果表明,NaO含量增加导致熔渣结晶温度升高,因为NaO在铝酸盐中扮演着网络改良剂的作用,破坏了熔渣的网络结构,降低了聚合度,从而促进了熔渣的流动性。利用Zhang模型对实验粘度数据进行评估,粘度模型预测值与实验测量值有较大偏差,其平均偏差为69.8%。通过对Zhang模型中参数进行修正,粘度模型的预测效果得到较大改善,其平均偏差为24.5%。修正后的Zhang模型对先前低氟渣粘度数据有较好的预测效果。

关键词： CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2基渣系电渣重熔粘度低氟渣粘度模型

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GAP/CL-20基混合炸药药浆的流变性

含能材料 2015年第11期23卷 1124-1129页

作者：卫彦菊王晶禹安崇伟李鹤群中北大学化工与环境学院山西太原030051

采用粘度测试技术研究了聚叠氮缩水甘油醚(GAP)/六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)基混合炸药药浆的流变特性、挤注工艺温度和固化过程中温度与粘度的关系。用X射线衍射仪测试工艺温度对其混合炸药中CL-20的晶型的影响。结果表明,混合炸药药... 详细信息

采用粘度测试技术研究了聚叠氮缩水甘油醚(GAP)/六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)基混合炸药药浆的流变特性、挤注工艺温度和固化过程中温度与粘度的关系。用X射线衍射仪测试工艺温度对其混合炸药中CL-20的晶型的影响。结果表明,混合炸药药浆为假塑性流体,80℃为最佳挤注工艺温度,固化后混合炸药中的CL-20仍为ε晶型。根据药浆的化学反应流变特性,在恒温条件下采用双阿伦尼乌斯方程建立的粘度模型为ηt=447.5329exp(25.20883/T)exp[0.02922exp(7.18748/T)t]。在20,40,60,80℃时,该模型的理论预测粘度与实验结果吻和良好。

关键词：聚叠氮缩水甘油醚(GAP) 六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20) 混合炸药药浆固化反应特性流变特性粘度模型

RTM专用双马来酰亚胺树脂体系化学流变特性

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复合材料学报 2006年第1期23卷 56-62页

作者：石凤段跃新梁志勇张佐光北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100083

进行了RTM工艺专用双马来酰亚胺(BMI)树脂体系的化学流变特性及工艺过程研究。采用DSC热分析技术和粘度测量手段,研究了该树脂体系固化特性以及固化过程中粘度与温度的关系,根据对等温粘度曲线的分析,建立了双阿累尼乌斯粘度模型和工程... 详细信息

进行了RTM工艺专用双马来酰亚胺(BMI)树脂体系的化学流变特性及工艺过程研究。采用DSC热分析技术和粘度测量手段,研究了该树脂体系固化特性以及固化过程中粘度与温度的关系,根据对等温粘度曲线的分析,建立了双阿累尼乌斯粘度模型和工程粘度模型。对比所建立的两种粘度模型,结果显示两种模型都可以适用于RTM工艺注射阶段,工程模型在粘度转折点附近的预测精度要优于双阿累尼乌斯粘度方程。同时建立了恒温温度-凝胶时间之间的数学关系。验证了所建立的工程模型在工程中的实用性,并指出了工程粘度模型的使用范围在固化体系交联结构形成之前,所建立的工程粘度模型能够有效地预测体系RTM工艺的粘度变化和工艺过程,为复合材料成型工艺模拟分析以及工艺参数的准确制定奠定了基础。

关键词：双马来酰亚胺树脂 RTM工艺流变特性粘度模型

季戊四醇丙烯醛树脂体系固化动力学及流变特性

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含能材料 2015年第6期23卷 558-562页

作者：蔡贾林高登攀郑申声池钰中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

采用动态差示扫描量热法(DSC)对季戊四醇丙烯醛树脂体系的非等温固化反应动力学进行了研究。通过Kissinger方程和Crane方程对DSC数据进行了分析,得到固化反应的平均表观活化能为14.32kJ·mol-1,指前因子3.84×103 K,反应级数0.95,建立... 详细信息

采用动态差示扫描量热法(DSC)对季戊四醇丙烯醛树脂体系的非等温固化反应动力学进行了研究。通过Kissinger方程和Crane方程对DSC数据进行了分析,得到固化反应的平均表观活化能为14.32kJ·mol-1,指前因子3.84×103 K,反应级数0.95,建立了该树脂体系的固化动力学模型,发现体系在10,15,20℃·min-1和30℃·min-1升温速率下的固化度分别为0.9503,0.9147,0.8871,0.8695,表明固化反应速率越慢,所得产物的固化度越高。采用粘度实验研究了季戊四醇丙烯醛树脂体系在341,347,353K和359K下固化过程的流变特性,并获得了该树脂体系的粘度模型。

关键词：季戊四醇丙烯醛树脂固化动力学流变特性粘度模型

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棉籽粉流变特性的研究

农业工程学报 2002年第4期18卷 120-126页

作者：马榴强王洪武周建国林炳鉴北京联合大学北京化工大学

用毛细管流变仪研究了棉籽粉的流变特性。实验结果表明 :棉籽粉呈现很强的非牛顿性 ,剪切速率、温度和含水率对表观粘度影响显著 ;表观粘度随剪切速率的增大而减小 ,随温度的升高而减小 ,随含水率的增大而减小。

关键词：棉籽粉流变特性粘度模型温度含水率