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Al2O3-H2O纳米流体粘度预测模型及表面张力的实验研究

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Al2O3-H2O纳米流体粘度预测模型及表面张力的实验研究

作者：陈鹏飞昆明理工大学

学位级别：硕士

由于优异的导热性能,纳米技术与传统的热能工程领域创新性地结合起来。但囿于制备工艺、实验条件及测量技术等因素的影响,纳米流体的稳定制备方法仍不成熟,这制约了纳米流体在实际工程中的应用和发展。而纳米流体的表面张力与粘度均对... 详细信息

由于优异的导热性能,纳米技术与传统的热能工程领域创新性地结合起来。但囿于制备工艺、实验条件及测量技术等因素的影响,纳米流体的稳定制备方法仍不成熟,这制约了纳米流体在实际工程中的应用和发展。而纳米流体的表面张力与粘度均对流体的液面传输起着一定的影响,从而产生能源消耗、设备磨损等问题。因此,进一步完善纳米流体的制备稳定性,建立纳米流体粘度预测模型,揭示纳米流体表面张力的变化规律具有现实的工程应用价值和一定的理论研究意义。针对目前纳米流体的制备稳定性和粘度预测模型的预测精度有限等问题,本文通过“两步法”制备了不同体积分数的氧化铝水基纳米流体。在水基氧化铝纳米流体的稳定性制备、粘度预测模型的建立、表面张力的实验探究等方面进行了研究。主要研究内容如下:采用“两步法”制备0.1vol%的AlO-HO纳米流体,并用TEM、XRD表征AlO纳米颗粒。实验探究了时间和不同表面活性剂对水基纳米流体稳定性的影响。研究发现,纳米流体中颗粒的实际粒径均大于固体粒径(20nm),纳米流体的稳定性随静置时间而下降。添加表面活性剂PVP和SDS可明显改善纳米颗粒在基液中的悬浮稳定性,而添加CTAB的纳米流体中的颗粒尺寸达到856nm,表明此时已经发生了各种各样的团聚。添加表面活性剂SDS,磁力搅拌十五分钟,超声振荡一小时所制备的纳米流体稳定性良好,可用于下一步的物性测量实验。实验研究AlO纳米颗粒含量(0.1-1vol%)、温度对纳米流体粘度的影响规律。结果表明,纳米流体的粘度随体积分数的增大而增大,随着温度的升高而减小。此外,基于人工神经网络这一数据驱动方法对纳米流体粘度进行预测建模。比较了BP神经网络、RBF神经网络以及多项式回归三种模型的对纳米流体粘度预测的精度。结果表明,与多项式回归模型相比人工神经网络对纳米流体预测建模具有较高的精度,其中具有最优化结构的BP神经网络可确定为2-5-1的结构。采用了改进的L-M算法的BP神经网络具有最高的预测精度,R、RMSE、SSE分别为0.9996、6.3e、4.764e。针对添加纳米颗粒后的纳米流体的表面张力的变化规律进行了实验研究,主要探究了氧化铝纳米流体的表面张力随纳米颗粒的添加量及温度的变化规律。结果表明,在一定的浓度内(0.1%-1 vol%),纳米流体的表面张力随着纳米颗粒的添加而添加,随着温度的升高而减小。

关键词：纳米流体稳定性神经网络粘度预测表面张力

棒状薄层色谱法(TLC-FID)预测储层稠油粘度

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石油实验地质 2011年第2期33卷 202-205页

作者：汪双清孙玮琳沈斌王蕾国家地质实验测试中心北京100037

介绍了一种利用棒状薄层色谱—氢火焰离子化检测器联用技术(TLC-FID)预测储层中稠油粘度的方法,方便、快捷、经济。该方法包括3个步骤:首先,在工作区块内选取代表性稠油样品,用柱色谱制备出饱和烃、芳烃、非烃、沥青质组分,标定各组分在... 详细信息

介绍了一种利用棒状薄层色谱—氢火焰离子化检测器联用技术(TLC-FID)预测储层中稠油粘度的方法,方便、快捷、经济。该方法包括3个步骤:首先,在工作区块内选取代表性稠油样品,用柱色谱制备出饱和烃、芳烃、非烃、沥青质组分,标定各组分在TLC-FID上的相对峰面积—质量校正系数;在此基础上,对一定数量稠油样品进行粘度测定和TLC-FID分析,建立工作区内稠油粘度与TLC-FID数据之间的指数数学关系;最后,测定待预测油层油砂抽提物的TLC-FID数据,通过所建立的数学关系计算其粘度。文中基于我国某油田特定区块的27个稠油样品,对该油田一口单井的152个油砂样品进行了应用研究,建立了该井的储层稠油粘度剖面,与实际情况基本吻合。

关键词：稠油族组成粘度指标油砂棒状薄层色谱法粘度预测

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塔河稠油掺稀粘度预测模型

油气储运 2013年第3期32卷 263-266,269页

作者：明亮敬加强代科敏李业吴东容西南石油大学四川成都610500 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司四川成都610041

利用塔河稠油分别掺混4种塔河稀油的粘度测试数据,对Arrhenius粘度模型、双对数粘度模型、Cragoe粘度模型和Lederer粘度模型进行评价,结果显示:Cragoe模型准确度最高,最适合对塔河稠油掺稀粘度进行预测。考虑不同掺稀体积比对Cragoe模... 详细信息

利用塔河稠油分别掺混4种塔河稀油的粘度测试数据,对Arrhenius粘度模型、双对数粘度模型、Cragoe粘度模型和Lederer粘度模型进行评价,结果显示:Cragoe模型准确度最高,最适合对塔河稠油掺稀粘度进行预测。考虑不同掺稀体积比对Cragoe模型预测结果的影响,将稠油的质量分数作为Cragoe粘度模型的改进参数,分别对稀稠体积比高于和低于1:1的预测值进行放大和缩小处理,改进Cragoe模型,实现平均误差和最大误差较改进前分别下降43%和32%。

关键词：稠油掺稀粘度预测 Cragoe粘度模型模型改进塔河油田

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基于析蜡量的幂律体原油流变参数的确定研究

基于析蜡量的幂律体原油流变参数的确定研究

作者：王震中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

含蜡原油在降温的过程中蜡晶不断析出,形成空间网状结构,使得含蜡原油从牛顿流体转变为非牛顿流体。降温速率对此析蜡过程影响巨大,因此在进行含蜡原油实验时要对降温速率进行严格的控制。然而实验室原油流变性测量与原油析蜡特性测量... 详细信息

含蜡原油在降温的过程中蜡晶不断析出,形成空间网状结构,使得含蜡原油从牛顿流体转变为非牛顿流体。降温速率对此析蜡过程影响巨大,因此在进行含蜡原油实验时要对降温速率进行严格的控制。然而实验室原油流变性测量与原油析蜡特性测量的降温速率并不相同,本文探究了原油在0.5℃/min的降温速率下的析蜡特性与宏观流变性的关系。本文首先测量不同降温速率对DSC析蜡放热曲线的影响,发现随着降温速率的减小,过冷度不断减小,蜡晶析出率增加,使得析蜡点不断增加。最终得到的析蜡点与显微观察法得到的类似并且略高于粘度法的测量结果。测量得到的总蜡量随着降温速率的减小而不断降低,其析蜡点至反常点之间的含蜡量反而增加。将降温速率为0.5℃/min与5℃/min求得的析蜡量与原油宏观流变性能相比,降温速率为0.5℃/min下求得的析蜡量更能反应原油的流动特性然后通过对0.5℃/min下DSC测得的析蜡曲线与原油粘度数据相结合,探究其析蜡量与幂律模型流变参数之间的关系。得到一个通过凝点下的粘度数据,降温速率为0.5℃/min的DSC析蜡数据以及析蜡点以上两个温度的粘度数据来进行对非牛顿流体之间的粘度进行预测的方法。并对8种油品进行误差分析,其平均偏差率均小于15%。

关键词：降温速率粘度预测 DSC 析蜡量析蜡点

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支持向量机在混炼胶质量预测中的应用

橡胶工业 2005年第8期52卷 494-497页

作者：谢德文华南理工大学应用数学系广东广州510640

介绍支持向量机(SVM)的原理,并试验研究密炼过程中应用SVM模型对混炼胶质量进行预测。结果表明,SVM预测模型所得结果与回归分析法模型的预测结果接近,且具有更强的泛化能力;其预测误差控制在门尼粘度均值的3%以内。

关键词：混炼胶支持向量机粘度预测

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利用地球化学方法进行油藏表征

石油天然气学报 2009年第1期31卷 35-38页

作者：赵红静梅博文张春明孙玮琳中国地质大学(武汉)研究生院湖北武汉430074 长江大学地球化学系湖北荆州434023 中国地质科学院测试所北京100037

地球化学用于油藏表征具有成本低、耗时短、精度高等多种优势。根据不同储层流动单元中储层流体的宏观组成和微观组成的差异性可直接判断油藏流体连通性,羊二庄油田羊二断块庄产层连通性判识证明了原油气相色谱指纹法的适用性。根据气... 详细信息

地球化学用于油藏表征具有成本低、耗时短、精度高等多种优势。根据不同储层流动单元中储层流体的宏观组成和微观组成的差异性可直接判断油藏流体连通性,羊二庄油田羊二断块庄产层连通性判识证明了原油气相色谱指纹法的适用性。根据气相色谱指纹技术对板桥油田板834-1井的单层产能变化监测表明该技术不仅能对合采井进行单层产量贡献计算,还能对合采井进行动态监测,研究产能贡献变化趋势。利用原油中生物标志的相对含量与原油粘度的相关性,预测了冷43断块区的储集油粘度,并与地质条件相符合,为稠油开发方案的制订提供了定量依据。结合具体地质背景,油藏地球化学表征可为油田勘探开发方案的制订提供定量的科学依据。

关键词：产量分配粘度预测流体连通性油藏地球化开发地质表征

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钒液流电池高浓度三元电解液的粘度性质

钒液流电池高浓度三元电解液的粘度性质

作者：姜成霖辽宁大学

学位级别：硕士

近年来,我国日益重视可再生能源的应用,但可再生能源在实际应用中,面临着诸多挑战,其中如何存储好就是一项亟待解决的问题,因此,钒电池技术应运而生。钒电池,作为一种液流电池,其能量存储在钒电解液中,整个钒电池的储能性能深受电解液... 详细信息

近年来,我国日益重视可再生能源的应用,但可再生能源在实际应用中,面临着诸多挑战,其中如何存储好就是一项亟待解决的问题,因此,钒电池技术应运而生。钒电池,作为一种液流电池,其能量存储在钒电解液中,整个钒电池的储能性能深受电解液的影响。所以,针对钒电池电解液的研究非常有必要。目前,人们通过向钒电池电解液中加入不同的添加剂来改善钒电池电解液性能。而加入添加剂后,会对电解液粘度产生影响,进而直接影响到电池性能。因此本文设计了两种不同的半经验粘度预测方程,用于预测在不同条件下添加剂(甲基磺酸、聚丙烯酸)对钒电解液粘度的影响。本论文的研究工作如下所示:测量了10℃到45℃下低浓度甲基磺酸的水溶液的粘度,根据Jone-Dole经验方程,计算得到不同温度下甲基磺酸的粘度B系数以及极限表观摩尔体积。从过渡态理论出发,获得甲基磺酸的活化自由能。并测量了不同温度、离子强度和离子强度分数下的三元电解质溶液的粘度。根据以上数据,在Eyring方程的基础上,构建三元电解质溶液(硫酸氧钒+甲基磺酸+水)粘度预测方程,将实验结果与方程预测结果进行比较。结果表明,该粘度预测方程给出了良好的预测结果,预测值与实验值的一致性非常好,两者的平均相对偏差仅为0.22%。选取聚丙烯酸作为钒电解液添加剂。测量了三元电解质溶液(硫酸氧钒+聚丙烯酸+水)在不同条件下的粘度。从二元聚丙烯酸水溶液以及硫酸氧钒水溶液的粘度预测方程出发,在Eyring方程基础上,针对三元电解质溶液(硫酸氧钒+聚丙烯酸+水)构建了两种不同的粘度半经验预测方程。通过比较两种方程的预测结果和实验结果的相对偏差以及其他参数,选出最佳预测方程。通过该方程得到的预测值与实验值平均相对偏差为0.32%。

关键词：钒电池添加剂高浓度三元电解质粘度预测

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混合体系水基拉延油中试放大粘度模型建立

混合体系水基拉延油中试放大粘度模型建立

作者：王科铭长春工业大学

学位级别：硕士

水基拉延油是一种水溶性拉延油,是碳钢板冲压用油,与市场上油基拉延油比,冷却性、润滑性和抗极压性更好,节省冲压件除油工序,可用自来水冲洗、具有阻燃性、安全环保,尤其适合复杂件的重度拉伸应用。由于不同的生产方式使用不同的方法如... 详细信息

水基拉延油是一种水溶性拉延油,是碳钢板冲压用油,与市场上油基拉延油比,冷却性、润滑性和抗极压性更好,节省冲压件除油工序,可用自来水冲洗、具有阻燃性、安全环保,尤其适合复杂件的重度拉伸应用。由于不同的生产方式使用不同的方法如：喷涂,挤压涂抹,手工涂抹等,这就需要不同粘度的水基拉延油配合。所以粘度是水基拉延油一个重要的使用指标,要建立粘度模型来精确地控制粘度。水基拉延油粘度与材料种类、混合比例和温度有关。水基拉延油是牛顿型流体和非牛顿型流体的混合体系,无法用现有的粘度模型进行粘度预测,但是可以从经典的粘度模型中找出预测效果最好的粘度模型,用不同配比在不同温度下的实验测量值进行回归预测,修正模型,从而得到针对水基拉延油混合体系的粘度模型。在本文中,选取经典的牛顿体系模型Arrhenius模型,Bingham模型,Kendall-Monroe模型和Cragoe模型;非牛顿体系Roscoe模型;双参数模型ASTM模型。并利用拟合优度进行评价,通过拟合系数比较,找出最接近的预测粘度模型。通过对十个不同混合比例样品的九十个粘度测定值进行预测比较,ASTM模型预测效果相对其他5个粘度模型最好,而且精确度可以进一步提高。用实验测量值对ASTM模型进行修正,得到M-ASTM粘度模型,拟合系数从0.860提高到0.991。M-ASTM粘度模型可以精确地预测水基拉延油粘度的变化,也可以根据粘度要求和温度要求反向求出混合比例,进一步指导生产。

关键词：水基拉延油混合体系粘度预测粘度模型

丙烯酸酯单体组成对粘度及涂料光老化性能的影响研究

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丙烯酸酯单体组成对粘度及涂料光老化性能的影响研究

作者：胡祥太浙江工业大学

学位级别：硕士

粘度是液体涂料的主要物理特性之一,描述了涂料的流变性。涂料的流变性对于其贮存稳定性、施工性能和成膜性能都有很大的影响。研究单体组成对粘度的影响,或者说由纯单体的粘度预测混合单体的粘度,具有流变学理论研究和工业应用价值。... 详细信息

粘度是液体涂料的主要物理特性之一,描述了涂料的流变性。涂料的流变性对于其贮存稳定性、施工性能和成膜性能都有很大的影响。研究单体组成对粘度的影响,或者说由纯单体的粘度预测混合单体的粘度,具有流变学理论研究和工业应用价值。由于紫外光固化涂料（简称UV涂料）在户外得到了广泛应用,所以对UV涂料的光老化性能提出了较高的要求。活性单体在UV涂料体系中扮演着重要的角色,不仅仅是调节粘度,还能用来调节光固化涂料的各种性能,根据不同的要求,一般选择几种单体混合使用。本课题通过引入溶度参数、范德华体积、活化能等参数,研究了丙烯酸酯单体的组成与粘度的关系;通过光泽度测试、透光率测试以及红外光谱分析,研究了丙烯酸酯单体对涂料光老化性能的影响,研究结果表明: 一、引入溶度参数δ、范德华体积V、活化能E等结构参数,分别以摩尔分数n与δ、V、lnE、δlnE、VlnE的商的权重,取代仅仅以n作为描述粘度的参数取得了很好的效果,这样提高了粘度预测方程的预测精度,而其中尤以n与δlnE的商的权重和n与VlnE的商的权重两种方式效果最好,线性相关系数最接近1 :lgη=∑p ilgηi, lgη=∑q ilgηi;二、上述方程对小分子混合物粘度的计算值与实验值都很接近,平均相对误差分别为5.41%~11.79%、4.99%~7.60%。上述方程对于长链大分子混合物的粘度预测仍然体现出了较高的预测精度,平均相对误差仅为1.12%;三、上述方程在较高温度下体现出更高的预测精度;四、单体总量较少的固化膜光稳定性较好;五、TPGDA含量较多的固化膜光稳定性较好。

关键词： UV涂料丙烯酸酯单体组成粘度预测老化性能