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粘弹性流体动力学在抽油机井防偏磨中的应用

大庆油田实施聚合物驱油以后,出现了抽油杆受力状况恶化、抽油杆柱偏磨严重、杆管断脱,检泵周期缩短等问题,造成上述现象的主要原因是产出液具有粘弹性,本文围绕聚合物溶液在抽油机井筒中流动的问题进行研究。本文首先开展粘弹性流体水动力学理论研究,找到适合描述聚驱井产出液的粘弹性流变特性规律的Oldroyd-Maxwell本构方程,建立了粘弹性流体在井筒内的流动方程,求解出了流场的速度分布,分析了抽油杆所受的法向力是由流场的非对称性和流体的弹性引起的,找到了法向力的计算方法,从理论上说明聚驱后抽油机井筒中存在法向应力,产出液中具有的弹性和抽油杆柱的偏心是产生偏磨的根本原因。然后进行聚合物溶液流动试验研究,通过试验的方法定量地测出了聚合物溶液对抽油杆柱的法向应力值和抽油杆柱产生的偏心度,确定不同浓度的聚合物溶液条件下,法向力大小与流速及抽油杆偏心度的关系,探讨了井筒内聚合物溶液流过抽油杆接箍、扶正器、泵阀及泵筒时阻力大小的变化规律。得出抽油杆  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

《合成橡胶工业》1988年05期
合成橡胶工业

搅拌槽中粘弹性流体的流速分布

研究搅拌槽内流体的流速分布,对了解桨叶的结构和尺寸见图2。示踪粒子采用聚槽中流体的混合、传热和功率消耗等特性,苯乙烯,平均粒径为0.5 mm,密度为1.04均具有重要的作用。其中,对螺带、锚等单一g/cm3。牛顿流体选用甘油与透明糖浆的混搅拌桨叶的研究已取得重要的结果〔‘一“’。合物,粘度为2一12 Pa.s。粘弹性流体选 本工作旨在研究三种工业上常用的组合用聚丙烯酞胺(P AA)水溶液,用日本RPX-式搅拌桨叶的速度分布,以及它们在粘弹性705型流变仪测定表观粘度行:和第一法向应流体与牛顿流体下的速度分布和循环流量方力差沪,,其结果可用幂律流体模型拟合:面的差异,并讨论了桨叶组合结构对传递特功,二(:,,一TZ:)/宁2二K厅me一“(1)性的影响。打。=K丫’一‘(2) 实验装置和测试方法竺摄售哼亨史誉了。,竺甲,塑咬白竺_料少轨 ~一~~一,”’~~~’‘一迹,经放大后用式(3)计算各速度分量: 图1是流速测定装置示意图。...  (本文共6页) 阅读全文>>

《水利水运科学研究》1988年03期
水利水运科学研究

层流向紊流过渡状态下粘弹性流体的紊流结构

一、前 ~立一 巨 在普通流体中加入少量的某种高分子聚合物以后,流体流过固体表面的肤面摩擦,较普通流体流过固体表面的肤面摩擦能有效地降低。这一现象早在1948年被B.A.Toms发现,并称之为聚合物的减阻效应〔‘〕。由于粘弹性流体的减阻效应可以在工程技术和节约能源方面取得重要的效果,许多领域的科技人员都开展了这方面的研究工作,并取得了许多重要成果。 对粘弹性流体结构的试验研究,目前大部分都是在管道中进行的,水槽中的试验资料并不多见。水槽中层流向紊流过渡状态下的试验资料则更少,尤其是该状态下脉动结构的研究儿乎还是空白。本文在前人研究的基础上,对水槽中流体处于层流向紊流过渡状态下紊流结构进行了系统的试验研究。 对于粘弹性流体素流结构的理论研究,由于问题的复杂性,研究成果甚少。目前国外的学者对其时均结构的研究,仅局限于对试验数据的经验分析和近似处理,而对其脉动结构的研究还仅处于对试验资料的简单描述阶段“一‘〕。本文第一作者认为,加入高...  (本文共14页) 阅读全文>>

《塑料》1989年01期
塑料

高聚物熔体的弹性

绝大多数高聚物流体(包括溶液与熔体)都属于粘弹性流体,这是它们与低分子液体的根本区别。也就是说,弹性与枯性都是高聚物流体的基本流变特性。所谓弹性,可以定义为材料储存机械能的能力,亦可以简单地理解为形变发生后,材料具有恢复原来形状的能力。这种能力愈高,则弹性愈大。粘性则认为是材料对流动的抵抗性,它是材料损耗能量能力的一种量度。高聚物流体在流动中一般都同时星现出粘性与弹性,它们对材料的分子结构有强烈的依赖性,并控制着材料的加工过程,与制品的性能也有密切关系。所以,全面了解高分子材料的流变性能是极为重要的。人们对于粘性的了解与研究较早,从理论上和测试技术上都已十分成熟。但是,关于高聚物弹性的研究则远不如粘性,而且,弹性的测试技术也还不够成熟。考虑到高聚物熔体比溶液对高聚物加工更为重要,因此,本文着重介绍高聚物熔体的弹性行为、弹性对于加工和制品性能的影响。 一、高聚物加工过程中的弹性现象及其起因 在高聚物加工中,由弹性引起的现象是很多的...  (本文共5页) 阅读全文>>

权威出处: 《塑料》1989年01期
《化工学报》1989年06期
化工学报

锚式搅拌槽中高粘弹性流体的流速分布及其功率消耗

一、引 言 在聚合物生产中,不少聚合物系的流体除了具有高粘度、剪切稀化的特点之外,还有弹性。这种粘弹性流体在流型””‘、混合和循环时间”’“及搅拌功率”,“等宏观方面都显著地不同于非弹性流体。许多研究者进一步研究了粘弹性流体的流速分布,亦发现许多异常现象。Carreau等人‘’‘测定了螺带桨叶的速度分布,发现粘弹性流体的切向速度大于非弹性流体,而轴向速度则小于非弹性流体。植村等人”‘发现透平式桨叶在搅拌粘弹性流体时,当法向应力达到一定值时,轴向流速方向会出现逆转。Peter。和Smith”,”‘在较高Re“数范围内研究了锚式桨叶的流速和叶片后部形成涡旋的条件,并发现粘弹性流体与牛顿流体有类似的分布。这些研究结果可以很好地解释粘弹性流体的混合异常现象。 作者早先报道了锚式搅拌槽中高粘牛顿流体的流速分布以及耗散能分布‘’‘’。本文进一步研究高粘弹性流体的流速分布和剪切率分布,同时测定搅拌功率消耗,探索关联粘弹性流体搅拌功率的方法。弄...  (本文共10页) 阅读全文>>

《浙江大学学报(自然科学版)》1989年01期
浙江大学学报(自然科学版)

内外单螺带—锚搅拌槽中粘弹性流体的流速分布和混合时间

O 引 言 ’ : 搅拌槽内液体运动速度与剪切率分布是搅拌理论深入发展的基础,对掌握横叶I流体的混合、传热以及传质特性有肴重要的作用。以往有关搅拌枘q]流体力学的研究绝大多数是针对搅拌功率消耗、妣合和循环时间,而对流速分布的研究只有少量报道f卜∽。 本文用照相法测定内外堆螺带一锚搅拌椭内的流速分布,比较了高粘牛顿流体和粘弹性流体在速蛮分布和剪切牢分布方丽的差锌,列‘Met主ner常数f(:和特性参数c。进行了讨论。1 实验装置和测从办法 流速测定装嚣如图1所示。搅拌槽是内径为】88毫米的有机玻璃僻,楠底为透明的平底。槽四周为正方形有机玻璃夹套,内装水以降低槽曲率引起的光学失真。桨叶的结构和尺寸如图3所示。采用密度为1.04克/厘米。、平均粒径为O.5和1毫米的聚苯乙烯粒子作示踪粒子。牛顿流体为甘油与透明液体葡萄糖的混合物,粘度在4一’9 Pa.s之间。粘弹性流体为聚雨烯浙 江 虫。 学 学 报 图1 流速测定装置1一桨叶: 2一...  (本文共10页) 阅读全文>>