原油流变学复习资料

1、10/10第一章流变学(Rheology)是研究物质变形与流动的科学。实质物质在外力作用下如何变形与流动，这是物质自己固有的性质，可以称其为物质的流变性(即物质在外力作用下变形与流动的性质)。流变学就是研究物质流变性的科学。流变学研究的是纯弹性固体和牛顿流体状态之间全部物质的变形与流动问题。流变学更重视不一样样物质的力学性质与其内部构造之间的关系流变学中物质所遇到的力用应力或应力张量表示流变学顶用应变或应变速率表示物质的运动状态即变形或流动。流体质点就是流体中宏观尺寸特别小而微观尺寸又足够大的随意一个物理实体。物质状态的变化称为变形，而物质连续无量地变形就是流动。流变学中有三种基本变形：简单拉

2、伸、简单剪切和体积压缩与膨胀反应资料宏观性质的数字模型称为本构方程，亦称为流变状态方程和流变方程对一些简单的流变性制的描绘也可以用曲线形式表示，如剪切应力与剪切速率关系曲线，粘度随剪切速率变化曲线等，并称之为流变曲线。第二章散系统是指将物质(固态、液态或气态)分裂成或大或小的粒子，并将其散布在某种介质(固态、液态或气态)之中所形成的系统。2.分别系统可以是平均的也可以是非平均的系统。平均分别系统是由一相所构成的单相体系，而非平均分别系统是指由两相或两相以上所构成的多相系统。非平均分别系统必然具备2个条件：在系统内各单位空间所含物质的性质不一样样；存在着分界的物理界面。对非平均分别系统，被分其余

3、一相当为分别相或内相，把分别相分别于此中的一相当为分别介质，亦称外相或连续相。只管非牛顿流体在微观上常常是非平均的多相分别系统，或非平均的多相混淆流体，但在用连续介质理论或宏观方法研究其流变性问题时，一般可以忽视这类微观的非平均性，而以为系统为一种平均或假平均分别系统。对非牛顿流体，没有恒定的粘度看法，不一样样的剪切速率下有不一样样的表观粘度，这是非牛顿流体的一大特色。7、一受力就有流动，但剪切应力与剪切速率的不可以比率，跟着剪切速率的增大，剪切应力的增添速率愈来愈大，即跟着剪切速率的增大，流体的表观粘度增大，这类特色被称为剪切增稠性（shearthickening）。因此，膨肿性流体拥有剪切

4、增稠性。跟着剪切速率的增添，表观粘度是减小的因此，常说假塑性流体拥有剪切稀释性。8、B是使系统产生流动所需要的最小剪切应力，即便流体产生大于0的剪切速率所需的最小剪切应力，称之为服气值。服气值的大小是系统所形成的空间网络构造的性质所决定的。塑性流体：凡是拥有服气值的流体塑性流动：外力战胜其服气值而产生的流动。9、在恒定的剪切应力或剪切速率作用下，表观粘度随时间连续降落，并在剪切应力或剪切速率除去后，表观粘度随之恢复的现象，称为触变性。10、反触变性流体即在恒定的剪切应力或剪切速率作用下，流体表观粘度随时间而增添二、触变性特色：(1)在静止条件下，流体构造发展加强；(2)在剪切作用下，这类构造可

5、以被损坏；(3)构造的损坏和恢复是等温可逆的，但构造恢复常常要比构的损坏所需的时间长得多；(4)在恒剪切速率作用下，流体流变性有以下表现：假如流体从前经受较高的剪切速率剪切，那么，剪切应力将随时间而增添在剪切速率连续增添今后又连续减小的循环程序下，剪切应力与剪切速率的变化曲线将是顺时针方向的滞回曲线。假如剪切变形最后不可以恢复至零，则说物质产生了流动。即便在微小的应力作用下，假如物质产生了流动，则说这类物质为流体（流变学中一般不考虑气体），不然，物质为固体。假如物质没有变形的恢复发生，则称物质为非弹性的。对一种流体来说，假如其变形能部分地恢复，则称其为弹性液体。考虑到时间要素，若固体的变形与恢

6、复是刹时发生的，则这类物质拥有理想弹性；不然，固体的变形与恢复比较慢，即有一个时间过程，则这类固体称为弹粘性固体。弹性液体，也称为粘弹性流体，其变形和恢复也需一个时间过程。粘弹性流体是一类既有粘性又有弹性的液体，其受外力作用时，因为弹性而要产生必然的变形（有必然的时间过程），外力除去后，这类变形要圆满恢复（有一准时间过程）；又因为粘性，其在外力作用下要产生必然的流动，其对应的变形是不可以恢复的。一、元件模型弹性元件用弹簧表示弹性元件。粘性元件用粘壶表示。依据分别相颗粒的大小，可以把液体类的分别系统分为以下几类：高粒度悬浮液，粒子直径大于10m；悬浮液，粒子直径为100.1m；溶胶，粒子直径为1

7、001nm；真溶液，分子状态分别。二、作用在分别相颗粒上的力胶体源力静电力：是极性分子的偶极子之间的引力；引诱力：是极性分子的偶极子与其余分子的引诱偶极子之间的引力；色散力：是分子的引诱偶极子之间的引力。静电排挤力大分子空间斥力很明显，悬浮系统的宏观流变性质激烈依靠于因上述力所形成的微观构造第三章流动运动的描绘有3个主要方向：流动方向、速度梯度方向、中性方向。按形变历史，流动分为：坚固流动、瞬态流动、动向流动3.稳态简单剪切流动的特色：1)在稳态简单剪切流动中，液层刚性的平移，此中随意2个液层微元之间的距离保持不变；2）每个微元在流动中保持体积不变，随意2个相邻剪切面之间的距离为常数；3）对稳

8、态剪切流动，剪切线其实是液态微元运动的轨迹。4.流变丈量的任务包含理论研究和实验技术2个方面。端部效应：因为丈量管段出入口流线的缩短与扩大造成额外压力损失的现象称为端部效应（管式流变仪）第四章1、蜡在原油中的状态与温度、原油的成分、溶解气的含量、压力等条件相关2、晶体数量与尺寸有以下关系：在给定条件下形成结晶中心越多，形成的晶体也越多，但晶体的尺寸越小。在结晶过程中，溶解的白腊浓度降落既可以是因为形成了新的晶核，也可以是既有晶体的长大。3、蜡晶构造的规则性不只与蜡的化学性质相关，并且还与烃链的长度以及能否有其余物质的杂质存在等相关。4、胶质沥青质对蜡晶的生成与增添有以下影响：控制白腊晶核的生成

9、；第一自己结晶形成晶核；共晶与吸附；增大内相颗粒与四周分别介质的表面张力。5、胶质、沥青质对原油流变性的影响有2个显着特色：一是原油中的胶质、沥青质一般被以为是一种天然的表面活性物质，在核实的田间下，胶质、沥青质的开朗可以改良原油中蜡晶的构造形态，进而改良原油流变性；二是因为胶质、沥青质在原油中相对来说是大分子，高级性的物质，他们的大批存在会增大原油的黏稠程度。6、改良高凝油流变性的最有前程的方法是改变白腊的晶体构造，使构造强度大的大批细碎单晶变成构造强度小得多的少许树枝状或球粒状的粗大晶体，进而使原油的流变性获得改良（降低凝点、服气值和粘度）7、含蜡原油的流变性种类：牛顿流体种类，假塑性流体

10、，服气-假塑性流体8、失态点：T反是原油有由流体特色到非牛顿流体特色的温度转变点，是原油表现牛顿流体特色的最低温度。9、含蜡原油表现出复杂的非牛顿流体特色，其根本是由含蜡原油的复杂胶体构造特色决定的。10、原油中蜡晶的形状和尺寸受原油粘度、温度和冷却速度的影响，一般原油粘度越高、温度越低、冷却速度越大，所生成的蜡晶尺寸越小、蜡晶数量越多。11、含蜡原油的蜡晶絮凝构造一般是一种强絮凝构造。在较大的蜡晶浓度下，会发展成蜡晶的整个空间网络构造。温度越低，蜡晶浓度越高，蜡晶絮凝作用越强。12、悬浮液絮凝系统分为：1.强絮凝系统；2.弱絮凝系统13、一般在失态点周边的非牛顿流体温度下，因为原油的内部构造

11、较弱，其触变性在丈量流变仪上展现不出来，因此可以以为原油没有触变性。随温度的进一步降低，原油开始明显展现出触变性，这一温度称之为原油的显触点。研究表示，原油的显触点取决于原油的构成、原油所经历的热历史、剪切历史，以及原油增添化学改性剂的条件等。14、对经历必然历史条件，并在必然的低温静置条件下形成胶凝构造的含蜡原油，在恒定的剪切应力下进行首次剪切，会获得一条典型的剪切应力随时间的衰减曲线，称之为首次裂降曲线15、大批研究表示：含蜡原油的非牛顿流变性还依靠于原油所经历的各样历史，如：热历史、冷却速度大小、剪切历史、老化等，因为这些外面要素能对含蜡原油的内部构造特别是蜡晶构造产生较大的影响，因此这

12、一特色被称为非牛顿含蜡原油的历史效应。16、在最优加热温度下，含蜡原油低温流变性获得改良的机理:一般看法是：拥有表面活性的极性胶质、沥青质的存在对蜡晶的析出长大有以下几个方面的作用：对晶核生成的控制作用，进而使生成的蜡晶数量少，但体积大；胶质的非极性部分(相当长的侧链)与白腊分子构造相像，因此在蜡晶生长过程中与之共晶；极性部分则吸附在蜡晶表面，进而阻截新析出的蜡在蜡晶表面按既定方式絮凝长大。17、当加热温度低于最优热办理温度时，含蜡原油的低温流变性恶化的机理:在加热温度较低时，相对分子质量小的低熔点白腊在原油中溶解，而从溶解的蜡晶上走开出来的胶质、沥青质则会吸附到高熔点的白腊晶体表面上；当冷却

13、时，已溶解的白腊从头结晶，但在重新结晶过程中缺乏拥有活性的胶质、沥青质共晶和吸附作用，这部分蜡晶的构造则不可以获得改良，因此造成原油的低温流变性恶化。其余，即便加热温度高升到使蜡晶圆满溶解的温度，但可能还不足以使胶质、沥青质分子的活性充分激发，因此在冷却过程中，胶质、沥青质难以有效改良蜡晶构造，仍会造成原油低温流变性恶化。18、加热温度对含蜡原油低温流变性的影响与原油中蜡的分子构成、含量，液态油对蜡的溶解能力，以及胶质、沥青质的含量、活性大小等有较大的关系。19、剪切历史是指含蜡原油在特定流变性表现从前所经受的各样剪切经历。增补：测定服气值的方法：直接法，间接法（曲线外延法，方程回归法）2.国

14、内外利用热办理原理进行含蜡原油管道输送的所谓热办理输送工艺可分为2类：一、圆满热办理输送工艺；二、简单热办理输送工艺失态点abnormalpoint：原油表现牛顿流体的最低温度4.本构方程constitutiveequation：同状态方程，流变方程，一种联系应力，应变，时间的方程，有时还包含其余的一些变量，比方温度。库埃特流动Couetteflow因为流体的几何界限相对运动而产生的剪切流动，有时也称为拖流动尾端效应endeffect用毛细管粘度计测定液体粘度要求液体处于圆满层流状态。但实质上在毛细管两头不知足此状态，对测得的粘度会有必然的影响，这一影响叫做尾端效应流变曲线flowcurve联

15、系剪切应力和剪切速率的曲线凝点freezingpoint在规定实验条件下，试管内油品开始失掉流动性的最高温度，它是权衡油品流动性的条件性质保胶凝点/失流点getpointofcrudeoil原油由溶胶状态转变成凝胶状态而失掉流动性个临界温度宏观流变学macrorheology将资料作为连续介质办理的流变学，其实不明确考虑微观构造，同时称为连续介质流变学和唯象流变学麦克斯韦模型Maxwellmodel虎克固体模型与牛顿流体模型的串联微观流变学microrheology考虑资料微观构造的流变学泊肃叶流动Poiseuilleflow在恒定压力梯度之下牛顿流体在圆形截面管道中的流层假塑性流pseudopl