剪切速率曲线
原油流变曲线
原油流变曲线原油流变曲线是石油工程中一个非常重要的参数，它用来描述原油在不同剪切速率下的流变性质。
通过研究原油流变曲线，可以对原油的流变特性进行分析，进而指导石油生产过程的设计与调整。
本文将从原油流变曲线的定义、影响因素以及具体应用等方面进行论述。
一、原油流变曲线的定义原油流变曲线是指将原油剪切应力与剪切速率的关系表示出来的一条曲线。
剪切应力是指在原油中施加剪切力产生的应力，而剪切速率则是原油在受到剪切力作用下的变形速率。
原油流变曲线可以分为剪切应力-剪切速率曲线、粘度-剪切速率曲线以及剪切应力-粘度曲线等不同表示形式。
二、影响原油流变曲线的因素1. 原油成分及含量：原油的成分及含量将直接影响其流变性质。
不同组分的原油在剪切过程中会表现出不同的流变行为，例如某些原油在低剪切速率下呈现剪切稀化，而在高剪切速率下则呈现剪切稠化的特性。
2. 温度：温度对原油的流变性质有显著影响。
一般来说，温度升高会导致原油的粘度降低，使其在剪切过程中流动性增强，流变曲线也会相应发生改变。
3. 懸浮物含量：原油中的悬浮物会对流变特性产生重要影响。
悬浮物在流体中的分布和浓度将影响流体的流动性和黏稠度，进而改变原油的流变曲线。
4. 含水量：原油中的水含量也是影响流变曲线的一个重要因素。
水的存在会降低原油的粘度，使其在剪切过程中呈现更加稀释的特性。
三、原油流变曲线的应用1. 物性评价：通过研究原油的流变曲线，可以评估原油的黏稠度、流动性以及流变特性等物性参数。
这对于在石油生产中进行油井测试及井筒流体分析具有重要意义。
2. 油藏开发：原油流变曲线对于油藏的开发和开采有着重要的指导作用。
通过分析原油的流变特性，可以为油藏的合理开发提供重要依据，例如在注水、注聚等工艺中通过调整剪切速率来优化原油的流动性。
3. 流程设计：原油流变曲线也是流程设计中不可或缺的参考依据。
在炼油过程中，不同原油的流动性差异会影响到管道输送、减压装置以及储存等环节的设计。
剪切变稀的机理
剪切变稀的机理
剪切变稀是指在剪切过程中，流体出现流变学特性，使其流体粘度和某些性质发生变化。
这种现象在化学、医药、食品、环保等领域得到广泛应用。
接下来，我们来探讨一下剪切变稀的机理。
一、剪切变稀的定义和表现形式
剪切变稀是指在剪切过程中，流体的黏度随剪切速率增加而降低，表现为流体的粘度-剪切速率曲线呈现出向下凸的形状。
相对应的，剪切变稠则是指在剪切过程中，流体的黏度随剪切速率增加而升高，表现为流体的粘度-剪切速率曲线呈现出向上凸的形状。
二、剪切变稀的机理
1. 流体分子的取向
流体分子在剪切力的作用下，会发生方向上的取向，导致高分子间的空间增大，从而使黏度降低。
2. 分子间作用力的改变
在剪切力的作用下，流体中的分子间作用力会发生变化，包括范德华力、静电力、流变作用力等，使得流体分子的移动变得更为容易，从而降低了黏度。
3. 流体膜的破坏
流体分子在剪切力的作用下，与周围的分子发生相互碰撞，流动状态下产生大量的剪切力，会破坏流体分子间的单分子层，导致分子间距变小，从而使得流体黏度降低。
三、剪切变稀的应用场景
剪切变稀常常用于液态和半固态状态下的物质，例如：高分子溶液、塑胶、牛奶、涂料、果酱、润滑油等。
利用其特性，可以有效地实现摩擦减少、流体输送和稳定性增强等功能。
四、总结
剪切变稀是现代科学技术不可或缺的一个基础概念。
了解了剪切变稀的机理，我们可以更加深刻地理解流体动力学的特性，为制造高性能的材料和实现工业生产提供有力支持。
剪切速率
剪切速率基本概述流体的流动速相对圆流道半径的变化速率—剪切速率(shear rate)公式：剪切速率=流速差/所取两页面的高度差塑料熔体注塑时流道的剪切速率一般不低于1000ˉS 浇口的剪切速率一般在100000ˉS—1000000ˉS具体介绍粘度为液体分子内摩擦的量度，也是物体粘流性质的一项具体反映。
粘度的定义为一对平行板，面积为A，相距dr，板间充以某液体。
今对上板施加一推力F，使其产生一速度变化du。
由于液体的粘性将此力层层传递，各层液体也相应运动，形成一速度梯度du／dr，称剪切速率，以r′表示。
F／A称为剪切应力，以τ表示。
剪切速率与剪切应力间具有如下关系：（F ／A）=η（du／dr），此比例系数η即被定义为液体的剪切粘度（另有拉伸粘度，剪切粘度平时使用较多，一般不加区别简称粘度时多指剪切粘度），故η=（F／A）／（du／dr）=τ／r′。
粘度单位常用“泊”，以P表示。
部分粘度单位换算如下：1泊（P）=0.1牛顿秒／米2（Ns/m2）=3.6×102千克／米时（kg/mh）、1千克力秒／米2（kgfs/m2）=1Pa.s=98.07泊（P）。
PVC与大部分聚合物一样，影响其粘度的因素有：1，温度T，PVC粘度随温度升高呈指数下降。
当剪切速率r′=100/s时，温度T=150℃，软质PVC的粘度η=6200 Pa.s=608047泊（P）。
硬质PVC的粘度η=17000 Pa.s=1677900泊（P）。
温度T=190℃，软质PVC的粘度η=310 Pa.s=30597泊（P）。
硬质PVC的粘度η=600 Pa.s=59220泊（P）。
2，剪切速率r′，剪切速率r′增加，PVC粘度下降。
温度T=150℃时，剪切速率r′=100/s，软质PVC的粘度η=6200 Pa.s=608047泊（P）。
硬质PVC的粘度η=17000 Pa.s=1677900泊（P）。
剪切速率r′=1000/s，软质PVC的粘度η=900 Pa.s=88263泊（P）。
膏体料浆流变模型简述
膏体料浆流变模型简述一、引言膏体料浆是一种具有流变特性的复杂物质，其流变模型研究对于许多领域都具有重要意义。
本文将从膏体料浆的基本概念入手，介绍其流变特性及流变模型，并对不同类型的流变模型进行分类和分析。
二、膏体料浆的基本概念1. 膏体料浆的定义：指由固体颗粒或聚合物分散在液体中形成的半固态物质。
2. 膏体料浆的组成：主要由固相、液相和界面剂三部分组成。
3. 膏体料浆的特点：表现出类似于液态和固态之间过渡状态的特性，即具有粘度、弹性等不同于普通液体和固体的性质。
三、膏体料浆的流变特性1. 剪切应力-剪切速率关系曲线：通常呈现为非线性曲线，且存在阈值剪切速率。
2. 流动规律：在低剪切速率下表现为黏滞度控制；在高剪切速率下表现为惯性控制。
3. 变形回复特性：膏体料浆具有一定的形变能力，但在剪切力消失后会出现一定程度的回弹。
四、膏体料浆的流变模型分类1. 粘弹性模型：将膏体料浆看作是由黏性和弹性两部分组成的复合材料，常用的粘弹性模型有Maxwell模型、Kelvin模型等。
2. 塑性流变模型：用塑性本构方程描述膏体料浆的流变特性，常见的塑性流变模型有Bingham模型、Herschel-Bulkley模型等。
3. 损耗流变模型：考虑到固相颗粒间摩擦和碰撞所产生的能量损耗，常用的损耗流变模型有Krieger-Dougherty模型、Carreau-Yasuda 模型等。
五、不同类型流变模型分析1. Maxwell模型：假设膏体料浆由一个弹簧和一个阻尼器串联而成，可描述低频下的粘弹性行为。
2. Herschel-Bulkley模型：将膏体料浆看作是具有一定屈服应力和塑性黏度的物质，可描述高剪切速率下的非牛顿流体行为。
3. Krieger-Dougherty模型：考虑到颗粒间的相互作用力，可描述固体颗粒浓度对膏体料浆黏度的影响。
4. Carreau-Yasuda模型：考虑到流体分子在高剪切速率下的分子结构变化，可描述高剪切速率下的剪切稀释现象。
超支化硅油的合成及其对苯基硅橡胶性能的影响
从 结 构 上 来 说，超 支 化 硅 油 具 备 高 度 支 化 的 特点，支链长短对超支化硅油的性能有很大影响， 当支链相对分子质量超过临界相对分子质量时， 分 子 链 之 间 较 易 出 现 缠 结，超 支 化 硅 油 对 剪 切 应 力 敏 感；当 支 链 相 对 分 子 质 量 小 于 临 界 相 对 分 子 质量时，分子链之间的距离较大，相互作用较弱， 支 链 起 到 内 增 塑 作 用，超 支 化 硅 油 对 剪 切 应 力 和 温 度 敏 感 性 较 低，具 有 近 似 于 牛 顿 流 体 的 流 变
采 用 AVANCE 300MHz 型 超 导 核 磁 共 振 波 谱仪对硅油进行核磁共振氢谱（1H-NMR）和硅谱
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第9期
赵家鑫等．超支化硅油的合成及其对苯基硅橡胶性能的影响
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（29Si-NMR）分析，测试溶剂为氘代氯仿。 1. 5. 2 粘均相对分子质量
采用VTMR20-010V-T型核磁共振变温噪声 吸 声 分 析 系 统 对 硫 化 胶 进 行 交 联 密 度 测 试，测 试 温度为35 ℃，每个配方测试5个试样，取测试值的 平均值。 1. 5. 7 动态力学性能
采用DMA＋2000型动态热机械分析仪对硫化 胶进行动态力学性能测试，采用拉伸模式，测试频 率为25 Hz，温度范围为－50～150 ℃，位移为0. 4 mm。
流变曲线测定实验报告
流变曲线测定实验报告化研1408 卢俊晶 2014200233物料名称： CMC 水溶液甘油物料温度： 22.5℃ 23.0℃ 圆筒(锥板)型号： C60-1Ti C60-1Ti测定日期： 2014/12/4 实验仪器 HAKE-RS150测定人员卢俊晶、王嘉伟、张丽、周静1. 画出应力与剪切速率、表观粘度与剪切速率的曲线。
根据实验数据绘图如下：20406080100剪应力 (p a )剪切速率 (1/s)图1 CMC 水溶液剪应力与剪切速率曲线0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0表观粘度 (Pa *s )剪切速率 (1/s)图2 CMC 水溶液表观粘度与剪切速率曲线50100150200250300剪应力 (p a )剪切速率 (1/s)图3 甘油水溶液剪应力与剪切速率曲线0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8 2.0表观粘度 (P a *s )剪切速率 (1/s)图4 甘油水溶表观粘度与剪切速率曲线2. 判断哪个样品为非牛顿流体？并求出其流变指数n 和稠度系数K 值。
由流变曲线可以看出，CMC 水溶液样品为非牛顿流体（其表观粘度随剪切速率变化）。
对于幂律流体，其本构方程为：n-1a K μγ= ，在Origin 软件中建立该函数作为自定义函数，然后对数据进行非线性拟合。
在双对数坐标轴下做出CMC 水溶液的表观粘度与剪切速率曲线及拟合曲线，如图5所示，可以看到拟合的曲线与原曲线较为接近，拟合效果较好。
直接从软件的拟合结果中可以看到，CMC 水溶液流变指数n =0.5741，稠度系数K=3.8906 Pa*s 0.5741。
0.1110表观粘度 (P a *s )剪切速率 (1/s)图5 双对数坐标下CMC 水溶液表观粘度与剪切速率曲线及拟合曲线3. 分析产生误差的原因。
(1) 仪器刚启动未达到稳定时数据的误差较大(2) 实验时温度并没有达到严格的恒温，会对粘度产生影响。
端乙烯基硅油的制备及流变特性研究
端乙烯基硅油的制备及流变特性研究端乙烯基硅油是一种在化妆品和个人护理产品中广泛使用的高性能硅氧烷。
它具有优异的流变特性和稳定性，可用于增加产品的滑爽感、降低表面张力、提高乳液稳定性以及作为柔光剂和分散剂。
本文将介绍端乙烯基硅油的制备方法以及其流变特性的相关研究。
端乙烯基硅油的制备主要通过二乙烯基硅烷与环氧硅烷的缩合反应而成。
该反应可以通过催化剂的作用，在惰性气氛下进行。
首先，二乙烯基硅烷和环氧硅烷按照一定的摩尔比混合，然后加入反应器中。
接下来，将催化剂加入反应体系并控制反应温度，通常在100-200℃之间。
反应进行一段时间后，即可得到端乙烯基硅油。
最后，对反应产物进行纯化和分离即可得到纯净的端乙烯基硅油。
首先，黏度是衡量液体黏稠程度的参数，对于端乙烯基硅油而言，黏度通常是其使用性能的重要指标之一、可以利用黏度仪，如旋转型黏度计和落球黏度计，测量端乙烯基硅油的黏度。
通过测量不同温度下的黏度，可以得到端乙烯基硅油的温度敏感性，即黏度随温度的变化情况。
其次，流速曲线可以描述端乙烯基硅油在不同外力下的变形情况。
常见的流速曲线有剪切应力-剪切速率曲线和剪切应力-时间曲线。
剪切应力-剪切速率曲线可以帮助我们了解端乙烯基硅油的剪切稀释行为，即随剪切速率的增加，剪切应力是否呈现线性变化。
剪切应力-时间曲线可以帮助我们了解端乙烯基硅油的流变稳定性，即在一定的剪切应力下，端乙烯基硅油的变形情况是否随时间的推移而变化。
此外，流变学参数，如剪切粘度、弹性模量和损耗模量等，也可以对端乙烯基硅油的流变特性进行评估。
剪切粘度可以描述端乙烯基硅油的内摩擦特性，即在剪切应力作用下，端乙烯基硅油的变形情况。
弹性模量可以描述端乙烯基硅油在外力作用下的弹性变形特性，即表征其回弹性能。
损耗模量可以描述端乙烯基硅油在外力作用下的能量耗散情况，即表征其粘弹性能。
综上所述，端乙烯基硅油的制备及流变特性的研究是非常重要的。
通过对端乙烯基硅油的制备方法和流变特性的深入研究，可以进一步优化其性能，并指导其在化妆品和个人护理产品中的应用。
旋转粘度的方法原理
旋转粘度的方法原理旋转粘度是一种用于测量流体粘度的方法，它是通过旋转一个圆柱形容器中的转子来测量流体的黏性。
旋转粘度通常使用旋转粘度计来进行测量，旋转粘度计由电机、转子、温度控制器和显示器等组成。
旋转粘度的原理基于牛顿流体力学，即牛顿假设流体内部各层之间的切变应力与速度梯度成正比。
因此，当转子旋转时，流体会随着转子的旋转而产生剪切力。
剪切力的大小与流体的黏度成正比，即粘度越高，剪切力越大。
通过测量剪切力和转子的转速，可以计算出流体的粘度。
旋转粘度计通常包括一个圆柱形的转子和一个容器。
转子通过电机驱动旋转，转速可以通过电机控制。
当转子旋转时，流体填充到容器中，开始转子与流体之间的接触。
由于流体的黏性，转子受到流体的阻力，转速会受到影响。
测量流体的黏度就是通过测量转速的变化来间接测量转子与流体之间的摩擦力。
通常，旋转粘度计测量时会使用不同的转速，称为剪切速率。
剪切速率是旋转粘度测量中非常重要的参数，它代表了流体受到切变的程度。
较低的剪切速率可用于测量高粘度流体，而较高的剪切速率适用于测量低粘度流体。
通过使用不同的剪切速率，可以获得流体的剪切应力-剪切速率曲线，即流变曲线。
在实际测量中，为了消除转子与容器之间的摩擦力对测量结果的影响，常常进行零点校准。
零点校准是在测量之前将转子放入纯溶剂中，并将零点位置设置为当前转速下的读数。
这样，测量时可以排除转子与容器之间的摩擦力干扰，使测量结果更准确可靠。
另外，温度对旋转粘度的测量结果也有一定影响。
因为粘度与温度有关，温度变化会导致粘度的变化。
为了消除温度对测量结果的影响，通常会在测量中控制温度，并进行温度校正。
总结来说，旋转粘度测量是通过测量转子在流体中旋转时受到的阻力来间接测量流体的黏度。
其原理基于牛顿流体力学假设，通过测量剪切力和转速的变化来获得流体的粘度。
在实际测量中，还需要进行零点校准和温度校正来确保测量结果的准确性。
旋转粘度测量在化工、食品、生物医药等领域有着广泛的应用。
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2、不同的材料，因用途不同，加工方法各异，对分子量的要求不同。总体来看， 橡胶材料的分子量要高一些（约105~ 106 ），纤维材料的分子量要低一些（约104）， 塑料居其中。
3、塑料中，用于注射成型的树脂分子量应小些，用于挤出成型的树脂分子量可大 些，用于吹塑成型的树脂分子量可适中。 4、橡胶工业中常用门尼粘度表征材料的流动性，塑料工业中常用熔融指数或流动 长度表征塑料的流动性，其实也是作为最简单的方法用来判断材料相对分子量的 大小。一般橡胶的门尼粘度值大，表示流动阻力大，相对分子量高；塑料的熔融 指数大，表示流动性好，相对分子量小。
•
2、熔体输送能力的分析：
塑料工艺
• •
熔体的输送 Q = Qd - Qp - Ql, 实际的流动形式为：熔 体沿螺槽螺旋前进。类似弹簧缠绕在螺槽内。 忽略Ql，经计算熔体输送能力为：
P↑-Q↓，机头阻力加大，产量下降。 N↑-Q↓，转数提高，剪切提高。 D↑-Q↑↑，直径增加，产量明显增加，所以要得到高 的产量，这是最有效的手段之一。 ④ L↑-Q↑，挤出稳定性增加。 ⑤ 螺槽深度h增加，挤出稳定性下降。 ① ② ③
二、熔融理论
塑料工艺
1、研究目的： ① 预测螺槽中未熔化物料量 ② 熔化全部物料所需螺杆长度 ③ 熔融与螺杆参数、物料特性、工艺参数间的关系 2、冷却试验和熔融机理： 冷却试验：本色料+3~5%着色料挤出——稳定后停止并迅速冷却螺 杆和料筒——取出螺杆、剥下物料——切断螺旋带状料并观察截 面形状 3、现象： ① 熔融料呈流线型，未塑化料始终呈固态 ② 固—液两相有一明显分界线 ③ 固相逐渐消失，固体塑化完全集中在熔膜处 4、熔融机理： 加料段压实——逐渐熔融成一层熔膜——超过后边螺槽刮落于前侧 形成熔体池——固体床减小——直至物料完全熔融
（三）配合剂的影响 塑料工艺 对流动性影响较显著的配合剂有两大类
填充补强材料
软化增塑材料
碳酸钙，赤泥，陶土， 高岭土，碳黑、短纤维等
各种矿物油， 一些低聚物等
主要作用：使体系粘度 上升，弹性下降，硬度 和模量增大，流动性变 差
主要作用：减弱物料内大 分子链间的相互牵制，使 体系粘度下降，非牛顿性 减弱，流动性改善
三、熔体输送理论
塑料工艺 • • • • 1、熔体有四种形式的流动： 正流： 正流(拖曳流)Qd(cm3/h)，沿螺槽向机头方向的流动。由于螺杆转动，塑 料在螺杆根部与机筒间形成相对运动造成的，它决定挤出量的大小； 逆流： 逆流（反流）Qp，与Qd相反的流动。由机头、多孔板等阻力元件对熔体 的反压力造成，也叫压力流，随机头压力的升高而增加； 环流： 横流（环流）Qt,由分速度Vbx引起的在螺槽内与正流垂直的流动。对总挤 出量影响不大，可忽略不计，但对熔体的混合、塑化、热交换起重要作 用； 漏流： 漏流Ql，由机头阻力元件引起的物料反向流动，沿螺杆与料筒间隙向加料 口方向流动，可降低挤出量。正常情况很小0.1～0.6mm，Ql小，但磨损 严重时，Ql的增加与平方成正比。
2、 剪切速率和剪切应力的影响 塑料工艺 高分子流体在加工中主要表现为“剪切变稀”效应。该效应对高分子材料加 工具有重要意义。由于实际加工过程都在一定剪切速率范围内进行（见表1）， 因此掌握材料粘-切依赖性的“全貌”对指导改进高分子材料加工工艺十分必要。
表1 各种加工方法对应的剪切速率范围
加工方法 压制 开炼 密炼 挤出 剪切速率/ s-1 100-101 5X101-5X102 5X102-103 101-103 加工方法 压延 纺丝 注射 剪切速率/ s-1 5X101-5X102 102-105 103-105
塑料工艺
• 挤出成型的特点: ① 连续化,效率高,质量稳定 ② 应用范围广 ③ 设备简单,投资少,见效快 ④ 生产环境卫生,劳动强度低 ⑤ 适于大批量生产 • 介绍的内容： 影响高聚物加工粘度的一些因素 螺杆挤出的原理 双螺杆挤出设备和工作过程的简单介绍
塑料工艺
图6-4 假塑性高分子液体的流动曲线 左图：剪切应力-剪切速率曲线； 右图：表观粘度-剪切速率曲线
2 螺杆挤出原理
塑料工艺
普通挤出机的工作过程
塑料工艺
塑料工艺
• 一. 固体输送理论 • 假设条件： ①物料与螺槽和料筒壁紧密接触形成固体塞（床），以恒速移 动； ②略去物料重力、密度变化的影响； ③磨擦系数恒定，压力是螺槽长度的函数； ④螺槽为矩形 • 经过分析可看出物料的运动类似螺母运动。 • 提高固体输送的措施 ① 适当提高螺杆转数N和螺槽深度H; ② 采用锥形结构料筒；在加料段料筒内壁开设纵向沟槽（提高fb）； 冷却进料段防止物料提前软化； ③ 冷却螺杆加料段（减小fs）,增加螺杆表面光洁度（减小fs）
图1 PMMA的粘度与温度和压力的关系
总的规律：温度升高时，物料粘度下降；压力升高时，物料粘度上升。 塑料工艺
图2 不同温度下乙酸丁酸纤维素的粘度曲线
说明 塑料工艺 1、从纯粹加工的角度来看，降低分子量肯定有利于改善材料的流动性， 橡胶行业采用大功率炼胶机破碎、塑炼胶料即为一例。但分子量降低后 必然影响材料的强度和弹性，因此需综合考虑。
挤出工艺简介
塑料工艺
内容简介： 挤出成型是借助螺杆的挤压作用,使塑化均匀的塑料强 行通过机头成为的连续制品，如管、板、丝、条、薄 膜、电线电缆等。挤出成型是塑料成型加工中重要方 法之一。 适用的树脂材料： 绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料，如PVC、 PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸树脂、环 氧树脂、酚醛树脂及密胺树脂等
一、影响高分子液体剪切粘度的因素
塑料工艺
实验条件和生产工艺条件的影响 （温度T；压力p；剪切速度或剪切应力σ 等）
影 响 因 素
大分子结构参数的影响 （平均分子量；分子量分布；长链支化度等）
物料结构及成分的影响 （配方成分，如添料、软化剂等）
（二）实验条件和生产工艺条件的影响 塑料工艺 1、温料工艺
双螺杆挤出机的结构
塑料工艺
• 双螺杆挤出机的结构
塑料工艺