Carreau两段黏度模型应用于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/高岭土改性沥青的研究

采用流变学方法研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/高岭土改性沥青的流变性能,并用Carreau两段黏度模型对流变性能进行了模拟。结果表明,在实验温度范围内,基质沥青为简单牛顿流体,SBS改性沥青为非牛顿流体;SBS改性沥青存在着2个剪切变稀区域,且星形SBS改性沥青较线型SBS改性沥青的2个剪切变稀区域更为明显,随着SBS用量的增加,剪切变稀越明显。在低频区,Carreau两段黏度模型模拟曲线与实验曲线重合;随着SBS含量的增加或加入高岭土,第一时间参数值增大,高岭土与SBS的预先共混促使SBS在改性沥青中的表观份数有所增加。

基于Carreau模型的主动脉弓血流动力学特性分析

目的:利用医学影像构建个性化主动脉弓模型,对主动脉弓血流动力学特性进行较为系统的分析。方法:通过心脏三维图像得到包括小血管的较为完整的主动脉弓几何模型,采用Carreau黏度模型和其他控制方程建立主动脉弓血流动力学模型,通过有限元数值求解得到主动脉弓的血流动力学数值结果,并进行血流动力学特性分析。结果:降主动脉出口与入口流量之比为94.32%,其余小血管出口流量之和仅占5.68%;在大血管中,血流的压强并不是均匀分布的,不同点的压强之差在收缩期可能达到4.54 mm Hg(1 mm Hg=133.322 Pa);主动脉弓中剪切力最大处位于几个小血管分叉的上方;在收缩期的下降期主动脉弓大血管中涡流也非常明显。结论:该研究有助于加深对主动脉弓血流动力学特性的理解,对研究动脉血管疾病有一定的启发。

Bird-Carreau型黏性van der Waals流体周期解的渐近稳定性

讨论了一维可压缩黏性van der Waals流体系统的渐近稳定性,其中黏性系数为满足Bird-Carreau模型的非线性函数,压力为非凸函数。通过构造能量函数并运用能量估计方法及单调算子理论,证明得出:大黏性条件下初值位于稳定区域时,以及大黏性、小扰动条件下初值位于亚稳定区域时,该类van der Waals流体的解是渐近稳定的。

基于RFM的QuickBird少量控制点纠正控制方案与模型

针对基于RFM的QuickBird纠正控制点数量要求比较多的情况,在RFM的基础上,选择25点、16点、13点、9点的控制方案和不同的有理函数系数个数的组合,从模型解算控制定向残差、检查点定向残差以及成图精度等方面寻求了控制方案与有理函数系数个数的最佳组合,并在此基础上,对控制方案与模型的可靠性进行了分析。结果表明,13点或16点控制方案与有理函数采用仿射变换的模型组合为较理想的组合方案,为保证成果的可靠性,要求四角偶控制点布设成控制点对。

流变模型对剪切稀化流体弹流油膜厚度影响的研究

基于Carreau流变模型和Ree-Eyring流变模型,对剪切稀化流体线接触弹流润滑进行了完全数值分析,得到了同一种润滑油在不同流变模型下的弹流油膜厚度。将理论分析得到的油膜厚度、经典弹流膜厚公式计算的油膜厚度以及实测的油膜厚度进行了对比,结果表明:基于Carreau流变模型的理论分析结果更能反映剪切稀化流体的实际弹流油膜厚度;在相同工况下,基于Ree-Eyring流变模型的理论分析结果低估了剪切稀化流体的油膜厚度,经典弹流膜厚公式过高地估计了剪切稀化流体的油膜厚度。研究结果表明:幂函数形式的流变模型更能反映剪切稀化流体的流变特性。

胡芦巴胶溶液的流动性模型拟合和动态粘弹性分析

在特定温度(25℃)下,通过对葫芦巴胶(FG)溶液进行稳定剪切和小振幅振荡处理后,测定其触变性及粘弹性,以及通过Carreau和Herschel-Bulkey模型对FG溶液流动性进行评估。结果表明:FG溶液刚开始表现出剪切增稠特性,当超过临界剪切速率时表现为剪切变稀行为,表现出非牛顿流体特性。Herschel-Bulkey和Carreau模型对流动曲线的拟合表明实验结果更符合流变学的Carreau模型。触变测试表明FG溶液具有一定的触变性,FG溶液质量浓度越高,触变性越强,当FG溶液质量浓度小于0.35 g/d L时,触变环面积为负值,表明样品结构破坏且不能恢复。动态粘弹性测试表明FG溶液的储能模量和损耗模量随角频率和FG质量浓度的增大而增大,随着温度的升高而降低,并表现出类似于固体的弹性行为。

Quick Bird影像在城市土地利用图件更新中的几何校正研究

QuickBird影像的空间分辨率已经能够满足生产1:1万地形图产品及其更新的精度要求,而对1:5000-1:2000城市土地利用图件更新时的精确定位还有待于进一步探究,本文针对QuickBird影像的基本情况和产品格式,探讨且试验了利用QuickBird影像进行1:5000-1:2000比例尺城市土地利用图件更新的几何校正方法。研究表明采用模型法能够实现QuickBird影像的精确定向,定位精度完全能够满足城市土地利用图件更新要求。

流变模型对弹流润滑数值解的影响

采用Carreau流变模型和Ree-Eyring流变模型,研究不同流变模型对黏度较低的Squalane润滑油弹流润滑数值解的影响。分别计算不同卷吸速度、不同滑滚比下Eyring流变模型、Carreau流变模型的摩擦因数,并与试验值进行比较,同时比较Eyring流变模型与Carreau流变模型的摩擦因数、油膜最高温度、中心膜厚及最小膜厚随滑滚比、卷吸速度和最大赫兹压力变化的数值解。结果表明:在滑滚比较小时Eyring流变模型的摩擦因数更加接近试验值,在滑滚比较大时Carreau流变模型的摩擦因数更接近试验值;滑滚比对不同流变模型之间数值解的差别没有影响;随着卷吸速度的增大,Eyring流变模型所对应的膜厚值逐渐高于Carreau流变模型,而油膜最高温度逐渐小于Carreau流变模型;随着最大赫兹压力的增大,Carreau流变模型的油膜最高温度及摩擦因数逐渐大于Eyring流变模型。研究表明,在温和工况下Eyring流变模型更适合Squalane润滑油的弹流分析。

应用流变模型分析乳清分离蛋白-果胶复配体的微观结构

通过对几种流变模型(剪切-黏度模型)的分析比较,配合使用透射电镜(TEM)的方法,在pH值中性并且不加入盐的条件下研究乳清分离蛋白(WPI)、果胶以及两者复合体的微观结构。流变模型主要为Cross模型、Carreau模型及其衍变形式。结果表明:在剪切速率为0.09～600s-1、温度80℃、溶液质量分数分别为WPI5%、果胶0.8%、5%WPI-0.8%果胶复合物的条件下,发现WPI和果胶溶液表现出牛顿流体特性,与Carreau衍变模型相符合,而它们的混合物表现出切稀特性,与Carreau模型相符合。

高黏度沥青黏度的评价方法与评价指标

对高黏度改性沥青、SBS改性沥青以及A-70基质沥青进行真空减压毛细管试验和动态剪切速率扫描试验,得到沥青的毛细管黏度和零剪切黏度.基于2种黏度试验的试验原理以及沥青在路面结构中受力状态的分析,对比2种黏度试验中沥青所受的剪切速率水平及其与路面结构中沥青所受剪切速率水平之间的关系.结果表明:对于黏度大于3×104Pa.s的高黏度沥青,零剪切黏度所对应的第一牛顿流区范围的剪切速率与沥青在路面结构中所受的剪切速率水平一致,零剪切黏度可以较为合理地表征高黏度沥青在路面结构中的黏结特性;而高黏度沥青在毛细管试验中的剪切速率过小,毛细管黏度不宜用于评价高黏度沥青材料的黏度特性.OGFC-13沥青混合料的飞散试验结果验证了上述分析结果.建议采用动态剪切速率扫描试验方法并以零剪切黏度指标来评价高黏度沥青的黏度特性.

低等规聚丙烯流变性能研究

本文研究了低等规度聚丙烯 (LIPP)的流变性能。利用动态流变仪和毛细管流变仪研究了LIPP的粘度与剪切速率的关系 ,用Carreau模型进行了拟合 ,得出了相关的参数值。LIPP的粘度与温度的关系可用阿仑尼乌斯方程描述 ,前置因子A等于 0 .3 9Pa·s ,流动活化能ΔEη 等于 5 5kJ/mol。通过旋转流变仪进行频率扫描和温度扫描 ,分别得到了LIPP的剪切弹性模量。

基于FLUENT的SK型静态混合器的数值模拟

为提高混合器的优化设计水平和工程应用的速度,应用商业CFD软件—FLUENT,分析了聚酯在SK型静态混合器的混合流动。采用FLUENT中的Carreau模型描述了非牛顿流体聚酯的黏-温特性,得出了混合器的压力降及出口混合温度。

飞机除冰液流变特性研究

冬季飞行时,寒冷的天气常会导致机翼、测压测速传感头等关键表面结冰,影响飞机的空气动力学性能,严重时甚至会造成安全事故。据此,美国联邦航空管理局(FAA)要求寒冷天气飞机起飞时必须进行除防冰操作。目前,最常用的方法是喷洒二醇基除冰液,如Ⅱ型、Ⅳ型除冰液。由于Ⅱ、Ⅳ型除冰液粘度较Ⅰ型除冰液更高,FAA要求对其空气动力学性能进行测试,而除冰液的流变性能直接影响空气动力学性能,因此,采用Brookfield粘度计对防冰液在不同温度、不同转速下的流变性能进行研究,讨论了不同模型对防冰液流变性能的拟合程度。结果表明,在一定范围,Brookfield粘度计测量除冰液粘度具有较高的精度和重现性,幂律模型和Carreau模型均能较好的拟合剪切速率与粘度的关系,相对而言,Carreau方程拟合精度较高,但是其方程更为复杂,参数较多。

疏水缔合聚合物交联弱凝胶流变性能研究

疏水缔合聚合物交联弱凝胶体系含有化学交联和物理缔合双重性能,采用Bohlin CVO流变仪测试了该体系的流变性,并采用Carreau模型和幂律模型对测试数据进行拟合。结果表明,疏水缔合聚合物交联弱凝胶体系完全满足这些模型,其零剪切粘度和稠度系数均随着交联剂和聚合物浓度的增加而增加。

汽车橡胶密封条挤出口模结构分析及其实验验证

首先通过分析橡胶材料流变实验数据,确定采用Bird-Carreau本构模型;然后应用Polyflow软件对某实际EPDM橡胶密封条产品挤出过程中挤出口模流道结构对挤出的影响进行了有限元分析。结果表明,口模流道某些部位(如窄缝区域)进行适当的加宽有利于使挤出速度及熔体压力分布更均匀,挤出产品形状和实际形状更接近。

玉米淀粉糊流变特性研究

利用AR–500流变仪,研究了不同质量浓度、温度和加热时间条件下玉米淀粉糊的流变特性。结果表明:玉米淀粉糊主要表现为假塑性非牛顿流体,流变特性服从Carreau模型。在同一剪切速率下,黏度随着质量浓度增大而增大,随着温度升高而降低,随着加热时间延长而下降;在同一质量分数条件下,黏度随着剪切速率的增加而呈现先增加后降低的趋势;在同一温度条件下,黏度随着剪切速率的增加而降低。

三元乙丙橡胶在简单口型中的正向挤出分析及逆向口型设计

采用Polyflow软件、Bird-Carreau纯黏性模型对三元乙丙橡胶(EPDM)在简单口型(正三角形、矩形)及其流道中进行了正向挤出过程模拟和逆向口型设计分析,并加工了相应的口模,通过挤出机进行了挤出试验,试验数据与模拟预测结果比较接近,逆向计算所得到的口型比较合理。结果表明,可以采用Polyflow软件、Bird-Carreau纯黏性模型近似地模拟计算EPDM的正向挤出过程和逆向口型设计。

机头流道构型对橡胶包覆挤出质量的影响

橡胶包覆质量要求包覆层厚度一致,芯线环周速度、压力等一致,需要调节好熔流分配所涉及的几何流道构型,本文建立了流场模型,分析了与之紧密相关的芯棒最佳偏转角度等参数对橡胶包覆质量的影响,得出了当生产量加大时,仅仅调节芯棒的偏移角度即可使包覆质量提高。

聚合物驱相对渗透率计算的微观模拟研究

聚驱相对渗透率曲线是油田聚驱开发指标计算和预测的重要资料。文中建立了基于油水两相流的三维准静态孔隙网络模型,模拟了以Carreau模型为基础的黏弹性聚合物驱微观渗流过程。用孔隙网络模型模拟了水驱、聚驱的渗流过程,得到了水驱和聚驱的相对渗透率曲线,计算结果与实验结果的变化趋势相吻合,验证了采用孔隙网络模型预测聚驱相对渗透率曲线的有效性。结果表明:孔隙网络模型能充分体现毛管压力的作用,在相同水饱和度下,聚合物驱的相对渗透率低于常规油/水的水相相对渗透率,聚合物驱残余油饱和度比常规水驱低,说明采用孔隙网络模型模拟聚驱相对渗透率曲线具有可行性。

非牛顿润滑的滚滑线接触表面摩擦特性

线接触粗糙表面的摩擦特性对机械结构表面的润滑设计与润滑状态预测具有重要的意义。为预测混合润滑状态下弹塑性线接触表面的摩擦特性,基于法向外载荷由润滑油膜与微凸体共同承担的载荷分配思想,分别采用Kogut-Etsion微观接触模型(KE模型)和Carreau流变模型描述干摩擦粗糙表面的接触和润滑油的非牛顿特性,建立了一种可快速、准确预测混合润滑状态下滚滑线接触表面的摩擦系数模型。模拟了法向载荷、表面粗糙度、润滑油入口黏度以及微观粗糙接触模型对摩擦系数的影响规律。结果表明:润滑油的剪切稀化行为很大程度上减小了油膜厚度,导致更多微凸体与微凸体间的直接接触,从而引起总摩擦系数的增大;在轻载、粗糙度较小、润滑油入口黏度较大的润滑工况下,表面更易从混合润滑过渡为流体动力润滑状态;当表面处于边界和混合润滑状态时,基于KE模型预测的表面总摩擦系数和微凸体摩擦系数均小于仅考虑微凸体纯弹性变形的模型预测结果,而对于润滑油膜的摩擦系数,该结果是相反的。