新型聚合物水解攪拌裝置應(yīng)用研究及攪拌流場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著聚合物驅(qū)油技術(shù)研究的快速發(fā)展,新型聚合物不斷被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用.新型聚合物溶液顯現(xiàn)巨大的超分子結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出非常高的粘度.現(xiàn)有常規(guī)配制工藝不能適應(yīng)新型聚合物的配制要求,為適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn),滿(mǎn)足不同分子量及不同抗鹽聚合物水解配制要求,本文開(kāi)發(fā)出適應(yīng)新型聚合物水解的工業(yè)攪拌裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌聚合物溶液流場(chǎng)的三維模擬,主要包括以下內(nèi)容.通過(guò)流變儀測(cè)量超高分子量抗鹽聚丙烯酰胺溶液的流變特性,研究了聚丙烯酰胺溶液的表觀粘度與溶液的濃度、溫度、聚合物相對(duì)分

2、子量及流動(dòng)時(shí)的剪切速率的關(guān)系.聚合物溶液的濃度越高、相對(duì)分子量越大,聚合物溶液的表觀粘度就越大.隨著剪切速率的增大,聚合物溶液顯現(xiàn)出剪切稀化的特性,聚合物溶液的表觀粘度與剪切速率關(guān)系服從冪律關(guān)系.溫度升高,聚合物溶液粘度下降. 聚丙烯酰胺溶液的濃度越高,聚合物溶液的第一法向應(yīng)力差越大,說(shuō)明聚合物溶液具有的彈性能量越高.在相同的剪切速率下,聚合物分子量增加,聚合物溶液的彈性增強(qiáng).溫度升高,聚合物溶液彈性減弱.根據(jù)聚丙烯酰胺溶液流變

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立的聚合物溶液的粘彈公式為模擬聚合物溶液流體流動(dòng)提供了依據(jù). 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)適用于該聚合物水解的新犁攪拌裝置,通過(guò)小試及工業(yè)放大試驗(yàn)研究,優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、優(yōu)化操作參數(shù).這種新型攪拌裝置能有效地改善流場(chǎng)的循環(huán)性能,提高均一化的速度,使新型聚合物的熟化時(shí)間由原來(lái)的4h降到現(xiàn)在的2h,聚合物溶液的粘度提高了10﹪,而且攪拌功率略有下降.實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌聚合物溶液流場(chǎng)的二維模擬.流場(chǎng)模擬顯示,二葉槳的軸向流動(dòng)不足以使聚合物溶液在全槽形成主