西安石油大學《原油流变学》(专科复习资料).docVIP

第一章 1.流变学(Rheology)是研究物质变形与流动的科学。实际物质在外力作用下怎样变形与流动，这是物质本身固有的性质，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。 2.流变学研究的是纯弹性固体和牛顿流体状态之间所有物质的变形与流动问题。 3.流变学更注重不同物质的力学性质与其内部结构之间的关系 4.流变学中物质所受到的力用应力或应力张量表示 5.流变学中用应变或应变速率表示物质的运动状态即变形或流动。 6.流体质点就是流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体。 7.物质状态的变化称为变形，而物质连续无限地变形就是流动。 8.流变学中有三种基本变形：简单拉伸、简单剪切和体积压缩与膨胀 9.反映材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 10.对一些简单的流变性制的描述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 1.散体系是指将物质(固态、液态或气态)分裂成或大或小的粒子，并将其分布在某种介质(固态、液态或气态)之中所形成的体系。 2.分散体系可以是均匀的也可以是非均匀的系统。均匀分散体系是由一相所组成的单相体系，而非均匀分散体系是指由两相或两相以上所组成的多相体系。 3.非均匀分散体系必须具备2个条件：① 在体系内各单位空间所含物质的性质不同；② 存在着分界的物理界面。 4. 对非均匀分散体系，被分散的一相称为分散相或内相，把分散相分散于其中的一相称为分散介质，亦称外相或连续相。 5.尽管非牛顿流体在微观上往往是非均匀的多相分散体系，或非均匀的多相混合流体，但在用连续介质理论或宏观方法研究其流变性问题时，一般可以忽略这种微观的非均匀性，而认为体系为一种均匀或假均匀分散体系。 6.对非牛顿流体，没有恒定的粘度概念，不同的剪切速率下有不同的表观粘度，这是非牛顿流体的一大特点。 一受力就有流动，但剪切应力与剪切速率的不成比例，随着剪切速率的增大，剪切应力的增加速率越来越大，即随着剪切速率的增大，流体的表观粘度增大，这种特性被称为剪切增稠性（shear thickening）。因此，膨肿性流体具有剪切增稠性。随着剪切速率的增加，表观粘度是减小的因此，常说假塑性流体具有剪切稀释性。 τB是使体系产生流动所需要的最小剪切应力，即使流体产生大于0的剪切速率所需的最小剪切应力，称之为屈服值。屈服值的大小是体系所形成的空间网络结构的性质所决定的。 塑性流体：凡是具有屈服值的流体 塑性流动：外力克服其屈服值而产生的流动。 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下降，并在剪切应力或剪切速率消除后，表观粘度随之恢复的现象，称为触变性。 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加 二、触变性特征：(1)在静止条件下，流体结构发展增强；(2)在剪切作用下，这种结构能够被破坏；(3)结构的破坏和恢复是等温可逆的，但结构恢复往往要比构的破坏所需的时间长得多；(4)在恒剪切速率作用下，流体流变性有如下表现： b)如果流体以前经受较高的剪切速率剪切，那么，剪切应力将随时间而增加 (6) 在剪切速率连续增加而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。 如果剪切变形最终不能恢复至零，则说物质产生了流动。即使在微小的应力作用下，如果物质产生了流动，则说这种物质为流体（流变学中一般不考虑气体），否则，物质为固体。 如果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，如果其变形能部分地恢复，则称其为弹性液体。 考虑到时间因素，若固体的变形与恢复是瞬时发生的，则这种物质具有理想弹性； 否则，固体的变形与恢复比较慢，即有一个时间过程，则这种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，由于弹性而要产生一定的变形（有一定的时间过程），外力消除后，这种变形要完全恢复（有一定时间过程）；又由于粘性，其在外力作用下要产生一定的流动，其对应的变形是不可恢复的。 一、元件模型 1.弹性元件用弹簧表示弹性元件。粘性元件用粘壶表示。 2.按照分散相颗粒的大小，可以把液体类的分散体系分为如下几类：① 高粒度悬浮液，粒子直径大于10μm；② 悬浮液，粒子直径为10～0.1μm；③ 溶胶，粒子直径为100～1nm； ④ 真溶液，分子状态分散。 二、作用在分散相颗粒上的力 (1)胶体源力 静电力：是极性分子的偶极子之间的引力；诱导力：是极性分子的偶极子与其它分子的诱