多孔介质中泡沫的迁移特性和影响因素研究
聚合物-泡沫调驱影响因素实验研究
在 注入 速 度为 1 Emi、 液 比为 11条件 下 , / n气 m : 注
入 聚 合 物 一 泡 剂 溶 液 01 V,然 后 注 入 氮 气 01 起 .5P .5 P 再 进行 后续 注 水 。注 入 过程 中的沿 程 压力 分 布见 V,
图 3 。
在 聚合 物 , 溶液 黏度 高 于水 的黏度 , 而使 注入 压 力 使 从
续 注水 过程 。
加 入增 大 了液体本 身 黏度 , 而 泡沫 黏度也 增大 。 从
22 注 入 速 度 对 聚 合 物 一 沫 封 堵 效 果 的 影 响 _ 泡
由图 2可 以看 出 . 开始 注入 聚合 物一 泡剂溶 液 段 起 塞时 , 注入压 力有 了小 幅度 的增 加 。 这是 因为溶 液 中存
Байду номын сангаас
图 1 驱 替 实 验 装 置
12 实验 步骤 . 实 验 在温 度 5 7℃条 件 下 进 行 , 骤包 括 : ) 型 步 1模 抽真 空 6 8 , 和地层 水 ; ) 测渗 透率 , 口回压加 ~ 饱 h 2水 出 至 2 a 3 注入 聚 合 物 一 沫 体 系 , 塞 大 小 为 03 0MP : ) 泡 段 - P 4 进 行后 续注 水 。 V: ) 研究 结果 表 明 ,气 液 比对生 成泡 沫质 量有很 大的
增加 。注入气 体 时 , 入压 力逐 渐增 加 , 明在注 气 过 注 说
程 中 生 成 了少 量 泡 沫 ,导 致 流 度 增 加 ,增 加 了 流 动 阻 力 。进行 后续 注水 时 , 入 压力 迅速增 加 , 力 由注气 注 压
由图 3可见 .测 压点 12 3 4的压力 最大 值 随着 、 、、 注 入倍数 增加 依 次 向右移动 ,说 明 随着 注入过 程 的进
泡沫地质聚合物孔结构表征、调控及其对性能的影响的开题报告
泡沫地质聚合物孔结构表征、调控及其对性能的影响的开题报告题目:泡沫地质聚合物孔结构表征、调控及其对性能的影响一、研究背景及意义泡沫地质聚合物具有轻质、高强度、隔热等优异性能,被广泛应用于建筑、交通、环保等领域。
而泡沫聚合物的孔结构直接决定了其的性能,因此对泡沫地质聚合物的孔结构进行表征和调控具有重要的理论和应用价值。
目前,国内外对泡沫聚合物孔结构的研究主要集中在其吸附性能、机械性能、绝缘性能以及声学性能等方面。
然而,对泡沫地质聚合物孔结构的表征和调控研究还不充分,尤其是针对其构建复杂孔结构的研究较为缺乏。
因此,开展泡沫地质聚合物孔结构表征、调控及其对性能的影响研究,具有重要的学术和应用价值。
二、研究内容和方案本研究旨在通过实验和理论分析,综合考察和探究泡沫地质聚合物孔结构的表征方法、调控策略及其对性能的影响。
具体研究内容和方案如下:1.泡沫地质聚合物孔结构表征方法的研究。
通过扫描电镜(SEM)、氮气吸附法、孔径分布仪等测试手段,对泡沫地质聚合物的孔隙结构进行表征,探究各种方法的适用性和优缺点。
2.泡沫地质聚合物孔结构调控策略的研究。
通过控制泡沫地质聚合物配方、加工工艺和模具设计等手段,构建不同类型和尺度的孔结构,研究其内部微观结构和宏观物理性能之间的关系。
3.泡沫地质聚合物孔结构对性能的影响研究。
以吸附性能、机械性能、绝缘性能和声学性能等为切入点,系统评估不同孔结构对泡沫地质聚合物性能的影响,探究其机理。
三、预期结果及创新点通过本研究,预期得到以下结果和创新点:1.建立泡沫地质聚合物孔结构表征、调控的理论体系与技术方法。
2.深入探究泡沫地质聚合物孔结构与性能之间的关系,揭示其内在机理。
3.构建具有特定孔结构的泡沫地质聚合物,扩展其应用领域。
4.该研究成果可为泡沫聚合物行业提供新的技术和创新思路,并具有应用和推广的潜力。
四、研究计划与进度安排1.文献阅读与理论知识的学习(3个月)。
2.泡沫地质聚合物配方研究,建立不同孔结构的泡沫地质聚合物模型(6个月)。
泡沫封堵能力影响因素实验研究
验 中测出不同因素下这两者 的值 , 并利用回归分析 得 到 阻力 因子 、 残余 阻力 因子 与各 因素 间的关 系 。
表 1 泡沫封堵能力影响因素实验方 案
比、 注入量 、 注入速度和稳泡剂质量浓度 5 个因素对
泡沫 封堵能 力影 响 的经验公 式 。
1 实验准备
1 1 实验 方 案 .
由实 验结 果 ( 2 可 以看 出 , 沫 的 阻力 因 子 表 ) 泡 为 1 .5~ 8 .4 残余 阻 力 因子 为 1.0~ 4 4 , 94 29 7 , 4 5 7 .7
泡 沫在 岩心 中均形 成 较好 的封 堵效 果 。
表 2 泡沫 阻力 因子影 响因素实验结果
和式( ) 2 可以较为准确地描述泡沫阻力 因子和残余 阻力因子与渗透率、 泡沫注入量、 注入速度 、 气液 比 及 稳泡 剂质 量浓 度 的关 系。 2 2 阻力 因子 与残余 阻力 因子 的影 响因素 .
第1 9卷
第 2期
张广卿等. 泡沫封堵能 力影 响因素实验研究
・ 5・ 4
2 5 /, .4 C I长度 为 6 m, T 0c 实验 装 置见 文献 [ ] 9。
表 3 实测结果与回归结果对 比
2 实验结果及分析
2 1 阻力 因子与 残余 阻力 因子 经验公 式 回归 .
动, 注入 6倍 孔 隙体 积 的水 后 , 心 中 气相 饱 和 度 仍 维 持 在 4 % 左 右 。 岩 5
关键词 : 泡沫 封堵 能力 均匀设计 气相饱和度 回归分析
中图 分 类 号 :E 5 T 37 文 献标 识 码 : A 文章 编 号 : 0 — 63 2 1 ) 2 04 — 3 1 9 9 0 (0 2 0 — 0 4 0 0
流体力学中的泡沫流动研究
多相流模型将泡沫看作是由气泡和连续相组成的两相流体。该模型考虑气泡的运动和相互作用,可以更准确地描述泡沫流动。
2.3
宏观模型是研究泡沫流动的一种方法,它将泡沫看作是一个连续介质,通过一组宏观方程来描述泡沫的流动行为。
3.
研究泡沫流动通常需要进行一系列实验,以获得泡沫的物理性质和流动特性。以下列举了几种常见的泡沫流动实验技术:
1.
1.1
泡沫是由气泡组成的多孔介质,其结构可以用泡沫体积分数、气泡大小和气泡分布来描述。泡沫的结构对流体力学行为有重要影响。
1.2
泡沫的稳定性是指泡沫在外界扰动下保持形状不变的能力。泡沫的稳定性受表面张力和内部气体压力等因素的影响。
2.
2.1
泡沫流动可以被简化为单相流模型,其中将泡沫看作连续介质,忽略气泡的存在。这种模型适用于气泡浓度较低的情况。
结论
泡沫流动是流体力学领域的一个重要研究课题。通过对泡沫流动的研究,可以深入了解泡沫的物理性质和流动特性,为泡沫在不同领域的应用提供理论和实验基础。希望本文对泡沫流动的研究感兴趣的读者有所帮助。
3.1
高速摄影技术可以用来观察和记录泡沫的形态和运动过程,通过分析摄影图像可以得到泡沫的速度和变形等信息。
3.2
压力传速和阻力等参数。
3.3
流量计可以用来测量泡沫流动的体积流率,通常使用液体为介质,通过与泡沫混合来测量流量。
3.4
粘度计可以在流动过程中测量泡沫的粘度,通过粘度的变化可以获得泡沫结构的信息。
4.
4.1
在石油开采过程中,泡沫可以用于提高原油采收率和减少能耗。泡沫流动的研究可以为石油工程提供重要的理论和实验基础。
4.2
泡沫在食品加工中具有广泛应用,例如奶油、蛋糕和面包制作等。研究泡沫的流动行为可以优化食品生产过程,提高产品质量。
多孔介质中污染物迁移扩散规律数值研究
多孔介质中污染物迁移扩散规律数值研究一、多孔介质中污染物迁移扩散的概述多孔介质是指由固体骨架和流体相组成的多孔结构,广泛存在于自然界和工程应用中,如土壤、岩石、混凝土等。
在这些介质中,污染物的迁移和扩散是一个复杂的过程,受到多种因素的影响。
污染物的迁移扩散不仅关系到环境安全,也对人类健康和生态系统产生重要影响。
因此,研究多孔介质中污染物的迁移扩散规律具有重要的科学意义和应用价值。
1.1 污染物迁移扩散的基本特性污染物在多孔介质中的迁移扩散主要受到物理、化学和生物因素的影响。
物理因素包括流体的流动特性、介质的孔隙结构和颗粒大小等;化学因素包括污染物的化学性质、介质的化学组成和pH值等;生物因素则涉及微生物的活动和生物降解作用。
这些因素共同作用,影响污染物在多孔介质中的迁移路径、速率和范围。
1.2 污染物迁移扩散的数学模型为了定量描述污染物在多孔介质中的迁移扩散过程,科学家们发展了一系列数学模型。
这些模型通常基于质量守恒定律和动量守恒定律,通过考虑污染物的吸附、解吸、扩散和对流等过程,来预测污染物在介质中的分布和迁移。
常用的模型包括对流-扩散方程、吸附动力学模型和生物降解模型等。
二、数值方法在污染物迁移扩散研究中的应用数值方法是一种通过数值计算来求解数学模型的方法,广泛应用于污染物迁移扩散的研究中。
数值方法可以模拟复杂的多孔介质结构和污染物迁移过程,为理解和预测污染物的行为提供有力的工具。
2.1 有限差分法有限差分法是一种将连续的数学模型离散化的方法,通过在空间和时间上划分网格,将偏微分方程转化为代数方程组进行求解。
这种方法简单直观,易于实现,但受到网格划分和时间步长选择的影响,可能存在数值稳定性和收敛性问题。
2.2 有限元法有限元法是一种基于变分原理的数值方法,通过将连续的数学模型在有限元空间内近似,利用最小二乘法或加权残差法求解。
这种方法具有较高的灵活性和精度,能够处理复杂的几何和边界条件,但计算量较大,需要高效的算法和计算资源。
冻胶泡沫在多孔介质中的流动特性及影响因素分析
冻胶泡沫在多孔介质中的流动特性及影响因素分析作者:胥晓伟毕雯雯张彬李豪浩来源:《中国科技博览》2016年第27期[摘 ;要]冻胶泡沫是以冻胶为外相的泡沫,比以水为外相的普通泡沫稳定性好,可延长堵水有效期。
由于其结构的特殊性,其封堵性能与常规冻胶或泡沫体系也有所区别,文章通过岩心实验分析了气液比、渗透率等因素对其封堵性能的影响,并对比了不同渗透率级差条件下的堵调效果。
[关键词]冻胶泡沫 ;堵水有效期 ;岩心实验 ; 渗透率级差中图分类号:TE39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0144-011 冻胶泡沫体系封堵强度影响因素分析影响冻胶泡沫体系封堵强度的因素主要包括气液比和渗透率,其中气液比是可控因素,渗透率是由地层条件所决定的。
1.1 气液比的影响(1)实验条件实验流程:实验流程如图1-1所示。
(2)实验药品:起泡剂HY-2、HPAM、YG103、永66注入水。
(3)实验温度:60℃。
(4)实验步骤:a.注入水过滤备用;b.将石英砂按照一定配比填制填砂岩心模型,气测渗透率,称取干重;c.将填砂岩心模型抽真空4小时后,饱和过滤注入水,称取湿重,计算孔隙度;d.将饱和好的填砂岩心模型放置到恒温箱内,在60℃条件下,恒温4小时;e.水测渗透率;f.以1 mL/min的速度注入不同气液比的冻胶泡沫1PV,其中起泡剂浓度0.5%,聚合物浓度0.2%,YG103浓度1.5%,回压4MPa;g.恒温160h,水驱,测突破压力梯度;随着气液比的增大,冻胶泡沫在多孔介质中的突破压力逐渐减小,但气液比在1以下时,其突破压力梯度大于8MPa/m。
冻胶泡沫在多孔介质中的形态如图1-3所示,当驱替压力增加时,多孔介质中的冻胶体就会变形,当压力增加到突破压力时,冻胶就会破裂。
随着冻胶泡沫体系中气体的增多,多孔介质中冻胶泡沫的可压缩性增加,吼道处冻胶越薄,其突破压力越低。
1.2 渗透率的影响根据气液比对泡沫封堵性能影响实验结果,确定冻胶泡沫体系气液比为1,其它实验条件与上相同。
多孔介质中多相泡沫微观流动规律研究
地研 究多 相泡 沫体 系 的渗 流机 理具 有重要 的现 实 意
义 。鉴 于此 , 本 文 通 过 微 观 可 视 化 仪 器 对 多 相 泡 沫
在 多孔介 质 中的微 观渗 流规律 进行研 究 。
( 3 ) 聚合物 微球 : T 一6 7 2 0( 现 河 采 油 厂‘ ) , 实 验
提 高封 堵强 度 、 挖 潜 剩 余 油 及 提 高 采 收 率 等 方 面 有
着很好 的应 用前 景 卜 。该驱 油体 系 能 否具 有更 强 的油藏 适应 性 和矿 场增 油 效 果 , 前 提 是 准确 合 理 地 认 识 和描述 驱油 体系 在多孔 介 质 中渗 流机 制和 驱油 机 理 。然而 , 多 相泡 沫 体 系 在 多孔 介 质 中的渗 流 是
体 系 。该 体 系结合 了强 化泡 沫驱 与聚合 物微球 深 部
调 剖两种 技术 , 泡 沫 列 非 均 质 地 层 具 有 较 好 的 适 应
性 和 良好 的选择性 , 聚 合 物微 球 可 有效 封堵 大 孔 道 进 行逐 级深 部调 剖 , 因 而该 体 系对 特 高 含水 期 油 田
一
图 l 实验 流 程 示意 图
1 , 2 一注 入 泵 ; 3 一地 层 水 ; 4 一 其 它体 系 溶 液 ; 5 一氮气 ; 6 一 泡 沫发生器 ; 7 一 自来 水 ; 8 一围压泵 ; 9 一 高 温 高 压 微 观 模 型 夹 持
个 十分复 杂 的过 程 , 涉 及 到 泡 沫 在 多 孔 介 质 中 生
1 . 2 实 验 材 料
( 5 ) 气体 : 氮气 ( 青 岛天 源 气 体 制造 有 限 公 剐
产) , 纯度 9 9 . 9 9 ;
微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素
微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素引言随着生物工程、环境保护等领域的快速发展,微生物在自然界和工业环境中的分布和迁移愈发引起人们的关注。
在地下水资源的利用和保护中,微生物的传播路径及其对地下水检测技术和净化用途的影响已成为研究的热点。
本文旨在探讨微生物在多孔介质中迁移的机制与影响因素。
微生物在多孔介质中的迁移机制1.剪应力作用剪应力作用是多孔介质中微生物迁移的主要机制之一。
多孔介质内存在许多细小空隙,当液体通过多孔介质时,由于不同颗粒的大小和形状的不同,会产生剪切力,导致微生物在其表面上发生滚动、滑动或旋转,从而把微生物颗粒牢固地附着在颗粒表面上,使它们不易与介质的流体大量运动而失去迁移能力。
2.交换作用交换作用是指在多孔介质中的水流动过程中,微生物之间或微生物与介质颗粒之间发生的物理或化学交换作用。
交换作用包括电化学反应、吸附和脱附过程等。
特别是在超细孔径多孔介质中,微生物与各种化合物间的交换反应更加明显。
3.附着作用附着作用是指介质的多孔结构表面的局部固体上的颗粒与微生物之间存在的相互粘附作用。
附着作用又可分为机械挂在附着和化学诱导附着两种。
机械挂在附着指微生物因受到液体流动力和重力的共同作用而附着在多孔介质的颗粒、孔隙和密集物质上;化学诱导附着则指通过有机化学物质的交换,微生物可通过水泡糖蛋白、黏多糖和细胞外酶等分泌物来和固体颗粒牢固地结合起来。
影响微生物在多孔介质中迁移的因素多种因素会影响微生物在地下位于多孔介质中的迁移,包括介质物性如孔径、粗糙度、生成和为几何形状及饱和度等,微生物物性如厚度水分势、生物胶囊和粘附能力以及采样方式和采样分析,这些因素往往相互作用、相互影响。
1.孔隙形状和大小介质物性中,孔隙形状、大小对微生物在地下水中的运移是非常重要的。
孔隙的形状和大小直接影响微生物在介质中的滞留时间,使得微生物在多孔介质中的行为和迁移特征在不同介质中具有巨大的差异。
多孔介质中泡沫的直观特征研究
集数 据 时设 置 10S 0 采集 1幅图像 。
2 研 究 是在
单一泡 沫体 系 、 合泡 沫体 系泡沫 的形 成及 衰变情 复
况。
高压 可视 化微 观驱 替模 型 中进 行 的 , 验仪 器及 流 实
程 见 图 1 。
MP ) a 。在模 型 的进 、 口形 成 0 1MP 出 . a的压 差 进 行 驱替 , 多孔介 质 中形成 泡沫 。 在 ( )泡沫在 多孔 介质 中形成 后 , 闭模 型 夹持 4 关 器 的进 、 口阀门 , 过 可视 化 微 观模 型 连接 计 算 出 通 机 , 时监 控和 拍摄 泡 沫 在 多 孔介 质 中 的产 生 、 实 破 灭 、 移等 直观 特征 。观察 泡沫 在 多孔介 质 中的形 运 态 随时 间的变化 情况 。由于观 察 的时 间较 长 , 在采
(.中石化胜利油 田分公 司, 1 山东 东营 270 ; 50 0 60 0 ) 150 2 .油气藏地质 国家重点实验 室 西南 石油大学 , 四川 成都
摘 要 : 了评 价 泡 沫在 多 孔介 质 中的稳 定性 , 助 可视 化 微 观 模 型 驱 替 装 置 , 用 图像 采 集 系 为 借 利 统 , 过 对 大 量 图片 进行 分析 , 究 了 水湿 和 油 湿介 质 中不 同压 力 下 单 一 泡 沫 体 系、 合 泡 沫 通 研 复 体 系在 多孔 介 质 中的 稳 定 性 以及 泡 沫 的 形 成 与 衰 变机 理 结 果 显 示 , 一 泡 沫 体 系和 复 合 泡 单
1 实验方法 () 1 水湿介质制作: 用石英砂粘接在玻璃片 3 实验 条件及 药品
上。
① 实验压力 为 1 1 P ; 实验温度 为常 、0M a ② 温; 实验气体为氮气 ; 泡沫剂为 D 一 ; 复 ③ ④ P 4⑤
多孔介质中泡沫的直观特征研究
多孔介质中泡沫的直观特征研究随着科学技术的不断发展,多孔介质中的泡沫受到越来越多的关注,但是对其直观特征的研究一直不够深入。
多孔介质中的泡沫漂浮自如,形状独特,有时可以吸收一定量的油污、气泡和其他悬浮物,这些特征使得其在石油工业和环境保护等领域受到重视。
多孔介质中的泡沫是一种复杂的物质体系,其直观特性主要取决于它的外形、悬浮特性和形成状况等。
首先,多孔介质中的泡沫大小不一,有的大有的小,有的圆有的扁,有的光滑有的凸凹不平,有的圆有的扁。
其次,多孔介质中的泡沫具有较强的悬浮性,它们能够漂浮在特定的深度,不容易被混合物破坏,减缓水流,可以抑制水力对水泥砂浆、腐蚀剂和浮物的冲撞力,具有减少破坏效果。
此外,多孔介质中的泡沫有着不同的形成状况,如亚微米介质中的气液混合物流和液液混合物流,这些状况可以是理想状态,也可以是非理想状态。
为了深入了解多孔介质中的泡沫直观特征,人们发展了一些相关测试方法和研究手段。
光学显微镜测试法可以根据泡沫的形状、大小、悬浮度和形成状况等特性进行基本测定;X射线衍射法可以分析泡沫组成物质的复杂性,以及孔隙形状和大小;气溶胶质量测定仪可以测定泡沫的质量;拉曼光谱法可以测定泡沫的化学结构;力学实验仪可以对泡沫的弹性和韧性进行测试;电化学技术可以测定悬浮物的电荷分布情况。
要深入了解多孔介质中的泡沫直观特征,除了上述测试方法和研究工具外,还可以采用数值模拟来模拟多孔介质中的液体流动、泡沫运动和其他悬浮粒子的行为。
数值模拟技术可以用来精确描述泡沫的形状、大小和形成状态,从而更好地获得其直观特征信息。
多孔介质中的泡沫是一种复杂的物质体系,其直观特性与它的形状、悬浮特性和形成情况等有很大的关系。
为了深入了解多孔介质中泡沫的直观特征,人们发展了一些测试方法和研究工具,并利用数值模拟技术对泡沫的直观特征进行模拟。
虽然多孔介质中的泡沫研究目前仍很有限,但相信随着越来越多的研究关注,有关多孔介质中泡沫直观特征的发展前景将会更加光明。
纸浆纤维多孔泡沫材料的性能调控及应用研究
孔和不规则孔则较差。通过优化孔的形状,可以提高材料的性能关系
纤维分布对材料性能的影响
纤维分布会影响材料的强度、韧性和耐久性。当纤维分布均匀时,材料的性能较好;而当 纤维分布不均时,则会导致性能下降。通过对纤维分布的调控,可以优化材料的性能。
纤维分布与材料强度的关系
纸浆纤维多孔泡沫材料的微观结构与性能关系
微观结构对材料性能的影响
微观结构包括纤维之间的连接方式、纤维取向和排列等。这些因素会影响材料的 机械性能、热稳定性和吸湿性等。通过对微观结构的调控,可以改善材料的性能 。
纤维连接方式与材料强度的关系
纤维之间的连接方式会影响材料的强度。当纤维之间能够形成牢固的连接时,材 料的强度较高;而当纤维之间的连接不牢固时,会导致材料在受力时出现断裂。 因此,优化纤维连接方式是提高材料强度的重要手段之一。
抗压性能
纸浆纤维多孔泡沫材料具有较 好的抗压性能,可承受一定的
压力。
抗拉性能
材料的抗拉性能较弱,需要进一 步增强。
疲劳性能
研究材料的疲劳性能,有助于了解 其在不同环境下的使用寿命。
02
材料结构与性能关系研究
纸浆纤维多孔泡沫材料的孔结构与性能关系
01
孔结构对材料性能的影响
孔结构决定了材料的吸水性、透气性和机械性能。孔径大小、孔形状
关键参数
制备过程中涉及的关键参 数包括温度、湿度、压力 等。
纸浆纤维多孔泡沫材料的物理性能
孔隙结构
泡沫材料具有优异的孔隙 结构,包括孔径分布、孔 隙率等。
吸水性能
由于其多孔结构,纸浆纤 维泡沫材料具有较好的吸 水性能。
透气性能
材料具有良好的透气性能 ,可用于制造透气性好的 纺织品。
纸浆纤维多孔泡沫材料的力学性能
多孔泡沫陶瓷中的流动阻力研究
多孔泡沫陶瓷中的流动阻力研究摘要:多孔泡沫陶瓷(PFM)是一种具有良好热传导性、抗振动和耐腐蚀性能的新型建筑材料,最近已被广泛应用于各种环境和工程背景。
在开展有关PFM流动阻力的研究过程中,对其密度、孔径、面积和孔径比的影响、圆筒试验技术、辐射传热、非绝热流动阻力计算等方面进行了深入的研究,为提高PFM性能和项目成功提供了重要依据。
关键词:多孔泡沫陶瓷;流动阻力;密度;孔径;面积1. Introduction多孔泡沫陶瓷(PFM)由陶瓷复合材料及其空气颗粒组成,具有良好的热传导性(典型值达到1.5 - 2 W/mK),抗振动性(其吸收振动的能力可以达到90%或以上)和耐腐蚀性。
由于其体积可调性,抗压强度和耐热性,PFM以及多孔介质流体在各种环境和工程背景下已被广泛应用。
然而,即使PFM具有良好的物理和力学性能,但是我们仍然不能完全理解它在不同环境条件下的力学特性。
在充分了解PFM 物理和力学性质的基础上,我们必须进一步挖掘PFM流动阻力的特性。
本文以《多孔泡沫陶瓷中的流动阻力研究》为标题,深入地研究了多孔泡沫陶瓷中流动阻力的影响因素,为其在实际应用中提供有益的参考。
2. Factors Affecting Flow Resistance of PFM2.1 Density and PorosityPFM的流动阻力主要受到其密度和孔隙度的影响。
泡沫陶瓷的孔径大小是由其发泡程度决定的。
当PFM的孔径越大,其孔隙度越高,流体的流动阻力就越低。
2.2 Porosity, Area and Pore-Area Ratio孔隙度,面积和孔面积比是PFM流动阻力的三个重要参数。
在研究过程中发现,当孔隙度和面积减少时,PFM的流动阻力会显著增加,而孔径比的增加则会显著降低PFM的流动阻力。
2.3 Cylinder Test Technique流动阻力的评估需要开展精确而有效的试验。
圆筒试验技术是近年来在流动阻力评价中较为常用的技术之一,该技术可以精确检测出在不同的流速条件下PFM的流动阻力及摩擦系数。
多孔介质内泡沫渗流过程入口效应的数值研究
多孔介质内泡沫渗流过程入口效应的数值研
究
1 多孔介质内泡沫渗流
多孔介质内泡沫渗流(Foam flow,FF)作为一种重要的多相流体现象,是油气产量的主要影响因子之一。
它包括油、气和泡沫这三个介质,在混合物在块状多孔介质(如砂岩)中运动时,产生的流体渗流现象。
因为混合物中存在多种物质,其运动特性也就极其复杂。
此外,因为渗透压差的存在,会在混合物入口产生一定的影响。
因此,入口效应的研究成为了多孔介质内泡沫渗流研究的重要课题。
2 数值研究
为了研究多孔介质内泡沫渗流的入口效应,科学家们对其进行了大量的数值研究,以获得更精确的认识。
该研究主要采用经典的总体方程解法,尤其是谱等方法,来模拟多孔介质内不同阻力介质系统的非均匀流动。
首先,建立块状多孔介质,然后沿混合物入口处划定一定数量的计算结点进行空间网格划分,用以定义不同介质阻力特性。
随后,针对不同介质入口条件,求解流场的方程,分析介质的空间分布特性,构建入口的复杂空间结构和阻力场特性,从而获得更详细的入口效应概况。
最后,运用计算机空间建模技术,对入口效应的影响及其对多孔介质内泡沫渗流的影响,做出进一步的分析。
3 结论
多孔介质内泡沫渗流的入口效应非常复杂。
然而,采用数值方法可以用以研究介质入口效应,从而获得更加精确的认识。
未来研究可以建立更多的模型,分析并减少模型的复杂性,以提高模型的模拟精度。
多孔泡沫介质有效导热系数的研究
多孔泡沫介质有效导热系数的研究近年来,由于经济发展,科技的进步和社会的变迁,社会各行各业发展迅速,节能减排的重要性也被越来越多的人所认可。
因此,提高热能利用率和节省能源是当今全球技术发展的重要方面。
在传热工程中,多孔泡沫介质是一种受广泛应用的介质,其有效导热系数受其结构参数、泡沫胞壁材料特性及介质间的流体特性的影响。
本文就多孔泡沫介质的有效导热系数的研究综述如下。
1.究综述多孔介质的有效导热系数是表征此介质性能的重要参数,其值取决于介质结构参数,泡沫胞壁材料特性及介质间的流体特性。
研究表明,随着介质泡沫率的增加,有效导热系数有所降低,但若介质类型不同,泡沫率对有效导热系数影响较大。
介质胞壁材料的导热系数和气泡壁厚度也直接影响有效导热系数。
当常温下,介质胞壁材料的导热系数越小,有效导热系数越高;当常温下,As类材料的有效导热系数高于In类材料,而随着气泡壁厚度的增加,有效导热系数呈减小趋势。
此外,根据理论研究,随着介质间的流体特性的不同,有效导热系数也会有所变化。
当流体是水分子时,有效导热系数会随着介质泡沫率上升而升高;如果有小分子物质(例如惰性气体)流体运动,有效导热系数会随着介质泡沫率上升而下降。
2.论多孔介质有效导热系数是受泡沫结构参数、胞壁材料特性及介质间的流体特性影响的重要参数,其值与多因素有关。
介质的有效导热系数是决定其在工程中的应用的重要参数,其研究在节能环保等工程领域具有重要意义。
3.望尽管在多孔介质有效导热系数方面取得了一定的研究成果,但仍然有许多研究方向有待深入探索。
比如,低温下的有效导热系数值分析、异种介质的复合效应与有效导热系数的关系研究、流体的性质对有效导热系数的影响及其机理研究等,都有待进一步探讨。
本文综述了多孔泡沫介质有效导热系数的研究现状,指出了存在的问题及展望:介质的有效导热系数是决定其在工程中的应用的重要参数,仍有诸多热传导问题有待深入探索,为介质热传特性的研究提供理论基础。
多孔泡沫陶瓷中的流动阻力研究
多孔泡沫陶瓷中的流动阻力研究近些年来,多孔泡沫陶瓷由于其良好的力学性能、热传导性能、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等特点,吸引了很多研究者的注意。
其中,流动阻力是关键问题,对于评价多孔泡沫陶瓷的性能、探索其与其他材料的差异特性、以及实现机械加工或处理的流体系统的应用以及未来的地震防护领域都很重要。
为此,本文旨在深入研究多孔泡沫陶瓷中的流动阻力。
首先,回顾了多孔泡沫陶瓷的研究现状及特性;其次,探讨了多孔泡沫陶瓷中流动阻力的影响因素。
首先,按物理性质,探讨了单位体积孔径、裂缝长度和多孔泡沫陶瓷表面粗糙度等数量特性和多孔泡沫陶瓷的流动阻力的关系;其次,按照流动性质,研究了孔隙率、流体密度、压力梯度、流体黏度以及流体粘度等物理流变性质和多孔泡沫陶瓷中流动阻力的关系。
除了分析多孔泡沫陶瓷中流动阻力的影响因素外,还涉及多孔泡沫陶瓷中流体流动行为模拟、多孔泡沫陶瓷中流体流变性质的研究以及多孔泡沫陶瓷中流动阻力的应用研究等内容。
首先,对多孔泡沫陶瓷中流体流动行为的模拟方法有动态和静态模拟。
动态模拟通过模拟不断变化的流体流量、压力和温度等模拟多孔泡沫陶瓷中的流动情况,并应用于计算流体阻力;而静态模拟则通过给定不同的孔隙率和表面粗糙度,计算出多孔泡沫陶瓷中流体最大流量和最小压力等结果,来评价多孔泡沫陶瓷的流动特性。
其次,研究多孔泡沫陶瓷中流体流变性质需要考虑的因素包括孔隙率、孔径分布、流体密度和流体黏度等。
由于多孔泡沫陶瓷表面粗糙度较大,孔径分布非均匀,导致孔隙率的变化会显著影响流体的流变性质。
因此,研究不同孔隙率下的多孔泡沫陶瓷流变特性,可以准确地评估多孔泡沫陶瓷表面粗糙度对流体流变特性的影响。
此外,多孔泡沫陶瓷中流动阻力的应用研究也很重要。
例如,多孔泡沫陶瓷流动阻力可以优化多孔泡沫陶瓷在机械加工和处理流体系统中的有效循环率,以及多孔泡沫陶瓷在地震防护等应用中的性能。
综上所述,多孔泡沫陶瓷中的流动阻力的研究非常重要,其影响因素及物理流变性质的研究可以帮助我们准确评估多孔泡沫陶瓷的流动特性,为机械加工和处理流体系统的应用以及地震防护等领域提供有价值的参考。
多孔介质中泡沫的直观特征研究
多孔介质中泡沫的直观特征研究盛强;郭平;陈静;杜建芬;王玉华【摘要】为了评价泡沫在多孔介质中的稳定性,借助可视化微观模型驱替装置,利用图像采集系统,通过对大量图片进行分析,研究了水湿和油湿介质中不同压力下单一泡沫体系、复合泡沫体系在多孔介质中的稳定性以及泡沫的形成与衰变机理.结果显示,单一泡沫体系和复合泡沫体系在水湿介质中形成的泡沫稳定性均较好,泡沫形成较为容易;同等条件下泡沫体系在油湿介质中泡沫的形成较水湿介质中困难,泡沫稳定性较水湿介质中差;压力相同时,水湿介质和油湿介质中添加了高聚物的复合泡沫体系比单一泡沫体系泡沫稳定性好.%The stability, generation and decay mechanism of unitary and compound foam systems in water - wet and oil - wet porous media under different pressures have been studied by using visual microscopic displacement model and image acquisition system through analyzing a huge number of images. The results indicate that both unitary and compound foam systems exhibit good stability and easier foam generation in water - wet media; while under the same conditions, it is hard to generate foam and achieve good stability in oil -wet media; at the same pressure, compound foam system added high polymer is more stable than unitary foam system in both water - wet and oil - wet media.【期刊名称】《特种油气藏》【年(卷),期】2012(019)004【总页数】4页(P122-125)【关键词】高压;多孔介质;泡沫;起泡能力;稳定性【作者】盛强;郭平;陈静;杜建芬;王玉华【作者单位】中石化胜利油田分公司,山东东营257000;中石化胜利油田分公司,山东东营257000;油气藏地质国家重点实验室西南石油大学,四川成都610500;油气藏地质国家重点实验室西南石油大学,四川成都610500;中石化胜利油田分公司,山东东营257000【正文语种】中文【中图分类】TE135泡沫驱油作为一项先进的提高采收率工艺方法在油气田开发中得到了广泛的应用[1-2]。
泡沫在多孔介质中的生成过程和形态研究
泡沫在多孔介质中的生成过程和形态研究耿小烬;罗幼松;牛佳玲;王德虎;范洪富【摘要】通过高温高压泡沫驱系统,模拟了油藏压力条件下泡沫在多孔介质中的生成过程,并借助于高温高压观察窗和CCD摄像装置对泡沫生成过程和形态进行观察.泡沫在多孔介质中的生成具有周期性,每个周期包括生成封堵、开始运移、稳定运移和结束4个阶段;多孔介质结构影响发泡器两端压差的形成,从而影响泡沫的生成,压差适中时泡沫生成好,兼具封堵和运移的能力,压差过小时不能生成很好的泡沫,压差过大时泡沫全部被封堵在发泡器中,不能进入岩心发挥作用.不同压力、气液比对泡沫形态的影响较大,压力增高时泡沫变小,在最优气液比时生成泡沫形态最好.【期刊名称】《重庆科技学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(014)005【总页数】7页(P62-68)【关键词】泡沫驱;泡沫形态;生成;运移【作者】耿小烬;罗幼松;牛佳玲;王德虎;范洪富【作者单位】中国地质大学(北京),北京100083;中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室,北京100083;中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京),北京100083;中国地质大学(北京),北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE357.46泡沫的生成和形态是进一步研究泡沫在多孔介质中渗流规律和驱油机理的基础,是泡沫驱研究首先要面对和解决的问题。
Chambers and Radke、Mast、Owet等人通过微观模型研究确定出泡沫在多孔介质中生成的微观机理——截断、分断、遗留[1-3]。
Rossen等[4]人通过实验研究认为泡沫在多孔介质中的生成与压力梯度和气体速度有关,认为泡沫的生成需要一个最小的压力梯度或气体速度,称为临界压力梯度和临界气体速度。
Gauglitz等[5]人将泡沫的生成定义为压力梯度突然增加或者气体流速突然降低的一个过程,并根据压力梯度和气体流速的变化将泡沫生成分为三种状态——粗泡沫状态、强泡沫状态、粗泡沫和强泡沫之间的中间状态。
多孔介质中反复注入颗粒迁移特性试验
多孔介质中反复注入颗粒迁移特性试验陈星欣;苏世灼;张清林【摘要】Experiments were conducted to investigate the effect of injection times and particle sizes on particle transport in porous media. Two experimental series were performed under two different flow velocities. Injections of 392 mL particle suspensions into the porous media were repeated 13 times for each experimental series. The study reveal that injection times, particle sizes and seepage velocities have great impact on the characteristics of particle transport. Under steady seepage velocity, the transport curves of the injected particles have a normal distribution and the pore volume corresponding to the descent portion of the curve is larger than the value of ascent portion. Besides, the peak concentrations increase with injection times for low flow velocity conditions. However, peak concentrations hardly vary with the injection times for high flow velocity conditions. The amount of the deposited particles decreases with increased depth for particles of 3. 40μm median diamet er. The quality ratio of the deposited particles under 0. 085 cm/s flow is greater than those under 0. 170 cm/s flow. When the seepage flow rate is low, the effect of gravity increases for larger size particles, and the corresponding particle transport velocity is also higher. However, when the seepage flow rate is high, particle transport velocity is mainly controlled by hydrodynamic forces. The screen effect on particle deposition is more obvious for particles of larger grain sizes, resulting in a higher deposition rate.%通过两种不同渗流速度的室内试验系列,采用在每个系列中分别向土柱中注入13次约392 mL颗粒悬浮液的方法,研究了注入次数和粒径对多孔介质中颗粒迁移特性的影响.结果表明,注入次数、颗粒粒径以及渗流速度对颗粒迁移特性有重要影响:在稳定速度的渗流作用下,注入颗粒的迁移特性曲线呈现类似于"正态分布"的规律,下降段持续时间大于上升段持续时间;渗流速度较小时,随着注入次数增加,颗粒浓度峰值逐渐增大;渗流速度较大时,颗粒浓度峰值几乎不随注入次数变化.中值粒径为3.40μm的颗粒随深度增加,沉积颗粒的质量比逐渐减小;中值粒径为5.10μm的颗粒在0.085 cm/s速度渗流作用后的沉积颗粒质量比要明显大于0.170 cm/s速度渗流作用后的沉积颗粒质量比.渗流速度较小时,颗粒粒径越大所受的重力越大,相应的运动速度也越大;渗流速度较大时,水动力是影响颗粒迁移速度的主要因素.粒径越大的颗粒所受的筛滤作用也越大,相应的沉积量也越多.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】5页(P64-68)【关键词】颗粒;反复注入;迁移特性;多孔介质;渗流【作者】陈星欣;苏世灼;张清林【作者单位】东南大学交通学院,江苏南京 210096;华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;中国建筑股份有限公司技术中心,北京 101300【正文语种】中文【中图分类】TV139.16;TU411地下水反复回灌过程中颗粒迁移特性的研究在地源热泵、城镇供水、农田灌溉、盐碱化土壤改良以及环境保护方面有重要意义。
微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素
微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素韩志捷;李洁;王伟荔;华亚【摘要】阐述了微生物运移机制,包括促进微生物运移的动力过程、阻滞或延缓微生物运移的阻力过程及生物过程3个方面,其中动力过程包括对流和水动力弥散作用,阻力过程包括过滤、吸附及解吸作用,生物过程因同时包含动力过程和阻力过程而单独存在.分析了动力过程、阻力过程及生物过程影响微生物运移的因素,其中影响动力过程的因素主要有流速及大孔隙,影响阻力过程的因素包括土壤质地、容重、含水量、土壤表面矿物含量、离子强度等,微生物自身因素有微生物种类、大小、表面电荷及营养状态.%Microbial transport mechanisms were elaborated including dynamic process,resistance process and biologicalprocess,wherein the dynamic process includes convection and hydrodynamic dispersion;resistance process includes filtration,adsorption and desorption,biological processes contain both the dynamic process and the resistance processes.The factors which affect microbial transport in three processes were analyzed,factors affecting the dynamic process were flow rate and large pores;factors affecting the resistance process included soil texture,bulk density,water content,mineral content of the soil surface and ionic strength;microorganism itself factors were microbialspecies,size,surface charge,and nutritional status.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P127-130,167)【关键词】微生物;多孔介质;迁移机制;影响因素【作者】韩志捷;李洁;王伟荔;华亚【作者单位】天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津300384;天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津300384;天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津300384;天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津300384【正文语种】中文【中图分类】S182微生物在土壤中的迁移与农业、工业、环保、水资源保护等领域密切相关,随着地下水体受微生物污染的加剧,准确掌握微生物迁移的机制以及影响因素对于防治污染、控制致病菌迁移、原位生物修复以及污染物微生物降解有着深远意义。
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1 3 0 0 2 1 , C h i n a ,3 . Wa t e r G r o u p o f C h a n g c h u n , C h a n g c h u n 1 3 0 0 2 2 , C h i n a ) . C h i n a E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e , 2 0 1 5 , 3 5 ( 3 ) :8 1 7 - 8 2 4
锋 面> 泡 沫锋 面 ; 泡沫 锋面 相对 于泡 沫气 体锋 面 的延 迟系数 为 2 . 0 . 在泡 沫运 移过 程 中, 模拟 柱 中压力 的产 生主 要发 生 并均匀 分布 在泡 沫覆 盖
区 域 中, 固定 点处 压力 随时 间呈 直线 增加 趋势 ; 泡 沫在 1 ~ 1 . 2 mm 介质 中 的有效 粘度 为 8 5 . 4 9 m P a ・ s , 是 水在 介质 中运 移有 效粘 度 的 8 4 . 6 4倍( 水 的 有效 粘度 为 1 . 0 1 mP a ・ s ) . 由此 可知 , 泡沫注 入 模拟 柱 时需要 较大 的压 力, 主 要是 由于泡沫 的 有效粘 性 较大 引起 的. 介质 渗透 率对 泡沫 注入 压 力 的 影响 主要 取决 于泡 沫注 入 速 率; 当单位 面积 泡沫 注 入速 率相 同时, 泡沫 注 入压 力 随介 质渗透 率 增大 而 降低 .当泡沫 质量 为 9 1 . 4 %时, 当 泡 沫注 入速 率 由 2 . 1 mL / mi n升 高至 3 . 2 mL / mi n与 4 . 4 mL / mi n时 , 压 力梯 度 由 2 6 . 9 5 p s i / m 升高 至 3 0 . 7 4与 4 6 . 4 0 p s V m, 而 当沤 沫注入 速 率为
3 . 2 mL / mi n时, 当泡沫 质 量 由 9 3 . 5 %降低至 9 1 . 4 %与 8 8 . 2 %时, 压 力梯度 由 3 0 , 1 6 p s V m 升 高至 3 O . 7 4与 3 4 . 5 7 p s F m, 由此可 知, 泡沫 质量 与泡 沫
注入速率均对泡沫注入速率产生影响, 然而泡沫注入速率的影响大于泡沫质量对注入压力的影响.
E d u c a t i o n , J i l i n Un i v e r s i t y , Ch a n g c h u n 1 3 0 0 2 1 , Ch i n a ;2 . De p a r t me n t o f E n v i r o n me n t a l E n g i n e e r i n  ̄J i l i n Un iv e r s i t y , C h a n g c h u n
u n s a t u r a t e d p o r o u s me d i a a n d i n l f u e n c e s o f f o m a q u a l i t y , oa f m i n j e c t i o n r a t e , a n d me d i a p e r me a b i l i y t o n t h e i n j e c t i o n
Q n q C h u a n - y u  ̄ " , WA NG Do n g - me i  ̄ , Y A NG S h u a i 3( 1 , K e y L a b o f G r o u n d w a t e r P , c s o u r c c s a n d E n v i r o n me n l , Mi n i s t r y o f
Ab s t r a c t : A s e r i e s o f c o l u mn e x p e r i me n t s we r e c o n d u c t e d t o i n v e s t i g a t e t h e t r a n s p o r t c h a r a c t e r i s t i c s o f f o a m i n
室, 吉林 长春 1 3 0 0 2 1 ;2 . 吉林 大学环境 工程 系, 吉林 长春 1 3 0 0 2 1 ;3 . 长春市水务集 团, 吉林 长春 1 3 0 0 2 2 )
摘要 :通过 设计 一系 列模 拟柱 实验 探讨 了泡沫在 非 饱和 多孔 介质 中 的运移 特征 以及 泡沫 质量 、泡 沫注 入速 率 、介质 渗透 率对 泡沫 注入 压 力 的影 响. 研 究表 明: 泡沫 气 体锋 面 、 泡沫 液 体锋 面与 泡沫 锋面 在 多孔介 质 中是 分离迁 移 的, 且迁 移速 度大 小关 系 为泡沫 气体 锋面 > 泡沫 液 体
关键 词 :泡沫 ;迁 移 ;特性 ;影 响 因素 ;多孔 介 质
中图分类号:X5 2 3
文献标识码:A
文章编号:1 0 0 0 — 6 9 2 3 ( 2 0 1 5 ) 0 3 — 0 8 1 7 — 0 8
S t u a y O I 1 t r a n s p o r t c h a r a c t e r i s i t c s o f f o a ms a n d a fe c t i n g f a c t o r s i n p o r o u s me d a 1 . S U Ya h , i ! HA0 Y o n g - s h e n g , L I I u _ l u ,
中国环 境科 学
2 0 1 5 , 3 5 ( 3 ) :8 1 7 - 8 2 4
C : h i n a E n v i r o n me w a l S c i e素研 究
苏 燕 , 赵 勇胜 , 一 , 李璐 璐 , - , 秦传 玉 , , 王 冬梅 , 杨 帅 ( 1 . 吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验