聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的滲流特性研究.pdf

1、利用RS600旋轉(zhuǎn)流變儀測出了不同濃度下聚合物溶液的流變性，分析了溫度、剪切速率、質(zhì)量濃度對流變特性的影響，采用冪律模式擬合流變曲線得出了相應(yīng)的冪律指數(shù)和稠度系數(shù)。通過動態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)測定了聚合物溶液的粘彈性，證實(shí)了聚合物溶液同時(shí)具有粘性和彈性，濃度大于1000mg/L的溶液彈性表現(xiàn)明顯。 通過多孔介質(zhì)中流體流動的體積平均方法和體積平均原理，獲得了冪律流體的體積平均連續(xù)性方程和體積平均運(yùn)動方程；分析了體積平均運(yùn)動方程中

2、的單位體積阻力，采用Darcy阻力經(jīng)驗(yàn)公式和Forchheirner修正，推導(dǎo)出了冪律流體在多孔介質(zhì)內(nèi)流動的Brinkman-Forchheirner廣義Darcy定律。 引入了冪律流體顆粒繞流雷諾數(shù)和Fanning摩擦系數(shù)，通過多孔介質(zhì)內(nèi)冪律流體For-chheimer廣義Darcy定律的無量綱式推導(dǎo)出了冪律流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系式。實(shí)驗(yàn)測定了不同濃度的聚合物溶液在四組多孔介質(zhì)填充管中的壓降和流量，繪出了摩擦

3、系數(shù)隨顆粒繞流雷諾數(shù)變化的關(guān)系曲線，參考有關(guān)文獻(xiàn)，將實(shí)驗(yàn)區(qū)域按雷諾數(shù)范圍劃分為Darcy流、過渡流和慣性流，對不同流態(tài)下摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系曲線進(jìn)行了解釋，并詳細(xì)分析了冪律指數(shù)對流動的影響程度。對于彈性明顯的聚合物溶液，實(shí)驗(yàn)分析得出受彈性拉伸效應(yīng)的影響，溶液在多孔介質(zhì)中流動時(shí)會出現(xiàn)摩擦阻力增大、臨界雷諾數(shù)變小的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)觀察的摩擦系數(shù)值與推導(dǎo)的冪律流體摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系式計(jì)算值基本吻合，證明了引入體均法推導(dǎo)的冪律流體在多孔介質(zhì)中流