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剪切增稠在石油工程中有什么应用

发布时间: 2022-08-08 11:20:00

⑴ 关于剪切增稠液的相关知识

剪切增稠液体在高速冲击下,表观粘度发生巨大变化,甚至由液相转变为固相;冲击撤除后,又迅速从固相转变为液相。
这种剪切增稠效应是一种非牛顿流体行为,其变化是可逆的。
英国Barnes
根据当时的实验现象,总结了“胀流流体”(即剪切增稠流体)的剪切增稠现象,指出了影响剪切增稠的因素,并对剪切增稠现象的内部结构进行了分析。
美国的Bender
和Wagner等分别对单分散和双分散溶液做了流动二向色性测试、流动小角度中子散射并预测了临界剪切应力
Raghavan
等人提出了剪切增稠中的应变增加情况,并分析了它出现的两个区域
Hoffman
专门研究了剪切增稠现象的成因,他认为粒子串的形成起主导作用
Mewis
和Biebaut
讨论了在稳态剪切流动、摆动流动和合流动中粒子间相互作用力的影响Maranzano
等人作了一系列实验得出了剪切增稠和粒子大小的关系,为控制剪切增稠程度提供了数据[。还通过小角度中子散射实验观察了剪切增稠转变过程中的微观结构变化
Lee
和Wagner
通过实验对剪切增稠流体的稳态和瞬态流变性能进行了比较。

⑵ 剪切增稠液体的其他信息

“剪切增稠液体”其实是一种处在固液混合状态的纳米粒子溶剂,利用它制造的防护服通常被叫做“液体装甲”。“剪切增稠液体”渗入织物中,通常状态下是以液态形式存在,但是,织物一旦受到冲击、压紧,“剪切增稠液体”就变成坚硬的固体,使织物更强韧,难以被穿透。
因此,利用“剪切增稠液体”制造的新型防弹衣,平时柔软舒适,一旦遭到刀等利物砍、刺,或高速子弹、弹片冲击,就在受到冲击的瞬间变得坚韧无比,而且能将冲击力沿织物迅速分散开来,大大降低单位面积的压强。当冲击力消失之后,“剪切增稠液体”又恢复液体状态,织物也重新变软。
“剪切增稠液体”技术由“美国特拉华州立大学合成物质研究中心”和“美国陆军研究实验室”下属的“武器和原料研究理事会”共同开发,仅授权美国“装甲控股公司”生产相关产品。据悉,利用“剪切增稠液体”技术制造的新型防弹衣将于今年年底批量上市销售,每件售价为500至600美元。
原理:
不受冲击:粒子互不干扰呈液态
受到冲击:粒子激烈碰撞变固态
“液体装甲”的关键成分“剪切增稠液体”(STF),由聚乙二醇和硅微粒组成。聚乙二醇是一种应用广泛的无毒液体,能承受的温度范围很广。极其细小的硅微粒(非常坚硬)是STF的另一成分。这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后,能形成一种性能不同寻常的材料。
“武器和原料研究理事会”“剪切增稠液体”项目的主管埃里克·沃特泽尔解释道:“当运动缓慢时,硬质粒子能够到处运动,因此‘剪切增稠液体’呈现液态,但当运动迅速的时候,硬质粒子互相碰撞,阻碍了彼此的运动,因此‘剪切增稠液体’变得强韧。”
头盔衣服靴子啥都能做
这种新型材料还可以被制成防爆毯,覆盖在可疑包裹或未爆炸的军火上,甚至可以用在伞兵靴上,这种靴子在碰撞时可以变硬,从而保护伞兵的脚踝。
柔软轻便如同普通衣服
首批利用“剪切增稠液体”处理升级的新型防弹衣将正式问世,到时候,美国驻外的前线士兵们将得到全方位的保护。
一打就变硬力消就还原
“液体盔甲”年底问世
又轻又软又薄又刀枪不入的衣服,一直都只存在于神话和小说中,如黄蓉的软猬甲、貔貅甲等等。但盔甲的轻便性和防护性一直是一对不可调和的矛盾,即使是目前最先进的防弹背心,其实也没比中世纪的盔甲在原理上高明多少,起主要防护作用的,还是插在里面的那块金属板。悍马军车也面临同样的问题,轻装甲悍马,屡遭驻伊美军诟病,因为防护能力明显下降,他们往往自己加焊几块铁皮以增强防护性。
“液体装甲”的问世,彻底解决了这个问题。它就像科幻小说中的物质,平时只是普通布料,一但遭到袭击,就瞬间变得坚韧无比,而且能把冲击力向四周扩散,将损伤降到最低。“液体装甲”的制作也非常简便,就是把目前通用的“凯夫拉”防弹背心织物放在最新研制出来的纳米“神水”——“剪切增稠液体”中浸泡一下,就大功告成。

⑶ 什么是剪切黏度 剪切变稀性,乳胶漆用于增稠的HASE和HEUR怎么样的比例搭配使用能达到一个良好的状态

你好!
1、黄原胶无味、无臭、适用安全性强。
2、粘度高:与其他多糖类溶液相比,即使是低浓度也会产生很高的粘度,1%水溶液粘度相当于明胶的100倍,从而可作为良好的增稠和稳定剂。
3、独特的流变性,在剪切作用下,溶液的粘度会迅速下降,一旦剪切作用解除,溶液的粘度会立即恢复,这种特性赋予食品如冰淇淋、火腿肠、果汁和植物蛋白型饮料、焙烤食品以良好的口感。这种特性也使得黄原胶在石油钻井和开采中得到广泛的应用。
4、良好的热稳定性,在较大的温度范围内(-18-130℃)保持特有的功能,是生产冷冻食品和焙烤食品的良好辅料。
5、酸碱稳定性,其粘度基本上不受酸碱的影响,在P H值1~12范围内能保持原有特性,从而使其有广泛的应用范围。
6、具有极强的抗氧化和抗酶解作用,即使在次氯酸钠、双氧水 、生物活性酶存在的条件下仍能发挥作用。7、具有广泛的相溶性。与瓜尔豆胶、槐豆胶混合物可产生有益的协同作用。这种结构胶在一定条件下可产生凝胶作用。
8、与高浓度盐类、糖类 共存时,仍保持稳定的增稠体系。
9、对不溶性固体颗粒和油滴具有良好的悬浮性
10、微波稳定性。已经形成的稳定体系,即使在微波炉中冻结一解冻都对其性能不会产生影响。
11、黄原胶为阴离子高聚物,在高分子接枝共聚中也有一定的应用。

[编辑本段]黄原胶应用添加量
使用产品 用量(%) 效 用
果汁饮料 0.1-0.3 增稠悬浮作用、口感滑爽、风味自然
冰淇淋 0.1-0.3 多微孔、无冰凌、缩短老化时间、使产品组织细腻
酱油、蚝油 0.05-0.1 耐盐性好、增加稠度、适用于做调味汁、增强挂壁性及附着性
冷冻甜食 0.1-0.2 结合水、产生稠度及细腻度、防脱水
烘焙食品 0.5-1.5 果馅成型、适用于各种馅料
胶凝体 0.5-1.5 甜食凝胶、调味、果冻成型
软饮料 0.01-0.3 悬浮剂、助泡剂、不分层、增稠度
色拉调味 0.1-0.3 利于成型、防止析水
方便面 0.2-0.3 增加韧性、改善咀嚼感、节省油耗、保持水份
香肠 0.2-0.3 利于成型、改善灌肠、保持水份与油性
肉罐头 0.1-0.2 便于调料、使汤冻化
干酪 0.2-0.5 加速凝孔、防脱水收缩
蛋糕 0.1-0.3 增加微孔、松软、延长货架寿命
面包 0.1-0.2 松软、最适用于含粗纤维的黑面包
脱水食品 0.2-0.4 加快复原速度、保持色泽味道
医药、化妆 0.2-1.0 定型剂、悬浮剂、保湿剂、具有增稠、附着、润滑作用
牙膏 0.4-0.6 易于牙膏膏体成型、提高牙膏附刷性能、分散性好、口感滑爽
宠物罐头 0.1-0.3 使碎肉易于凝固成型
鱼虾饲料 0.5-2.0 粘合剂,使用于鱼虾幼苗饲料,鱼药
石油业 0.2-0.4 具有良好的流变形,是最优质的钻井泥浆稳定剂
烟丝 0.1-0.3 防止烟草碎断、烟草香料乳化及保湿粘合剂,适用于烟草薄片
印染 0.5-1.5 载色剂、粘附剂、方便于颜料分散,着色和增色
陶瓷 0.3-1.0 适用于做陶瓷釉料的悬浮稳定剂
农 药 0.1-0.3 适用于农 药胶悬剂及各种水剂,具有良好的稳定性
水溶涂料 0.2-0.3 适用于水溶性涂料、乳胶漆、具有良好的稳定性、易于喷涂
其他食品工业 1.0-2.0 具有良好的韧性及光泽、不断裂、不起皮
[编辑本段]使用方法
黄原胶在大多数以水为基相体系内完全溶解,但由于它有极强的亲水性,如果直接加入水中而搅拌不充分,外层吸水膨胀成胶团,从而阻止水份进入里层,进而影响作用的发挥,因此必须注意正确使用:取一份黄原胶用十份或以上其它干燥的原料,如食品制作中的糖、味精、盐等物调匀,然后慢慢倾倒在搅拌中的水里,浸泡约两小时,继续搅拌至完全溶解。

⑷ 想请教如何制作剪切增稠液体

一、剪切增稠液体的制作方法:
1、找透明的容器;
2、量杯里面装入等量淀粉和水并均匀搅拌;
3、放置30分钟后,淀粉沉淀在容器的底部,等沉淀物上方液体澄清后将水倒掉;
4、剩下的沉淀物就具有剪切增稠特性,用手指或筷子快速插入或搅拌,则会感觉到有很大的阻力。
二、剪切增稠液体的定义:剪切增稠液体中的纳米球形颗粒是自然界中最坚硬的非金属材料之一,是21世纪初在美英兴起并在中国进一步发展的一种新型防护材料,平时呈现柔韧性,而在受到冲击时呈现坚固性。
三、原理:
1、“剪切增稠液”中自由悬浮着许多特殊粒子;
2、液体因为剧烈冲击而被搅乱时,其中的特殊粒子相互碰撞,形成了对这种搅动的抵抗力;
3、搅动力足够大时,这些粒子其实就已被相互“锁定”;
4、子弹高速撞击这种材料时,“剪切增稠液”防弹衣就会吸引撞击能量,并迅速变得极其坚硬。

⑸ 什么聚合物高分子大体上是剪切稀化的,但在某一范围内是剪切增稠的

什么聚合物高分子大体上是剪切稀化的,但在某一范围内是剪切增稠的
聚合物陶瓷复合钢管的优点:耐磨,耐腐蚀。
陶瓷复合钢管,是采用高技术生产工艺--自蔓燃高温离合合成法制造。该管从内到外分别由刚玉陶瓷、过渡层、钢三层组成,陶瓷层是在2200℃以上高温形成致密刚玉瓷(AL2O3),通过过渡层同钢管形成牢固的结合。
复合管因充分发挥了钢管强度高、韧性好、耐冲击、焊接性能好以及刚玉瓷高硬度、高耐磨、耐蚀、耐热性好,克服了钢管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韧性差的特点。因此,复合管具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能。是输送颗粒物料、磨削、腐蚀性介质等理想的耐磨、耐蚀管道。
由于该管具有耐磨、耐蚀、耐热性能,因此可广泛应用于电力、冶金、矿山、煤炭、化工等行业作为输送砂、石、煤粉、灰渣、铝液等磨削性颗粒物料和腐蚀性介质,是一种理想的耐磨蚀管道。

⑹ 剪切增稠液体的介绍

剪切增稠液体自从有战争以来,盔甲(战斗服)的研发就从未停息,人们一直在战斗服的防护性和舒适性之间寻找平衡,希望能制造出一种既刀枪不入又轻便柔韧的战斗服。据英国《GIZ》杂志8月13日报道,美国“陆军研究实验室”和“特拉华州立大学合成物质研究中心”的科学家运用新型纳米科技研制出来的“剪切增稠液体”(STF),将制造出新一代战斗服,使长久以来人们的梦想变为现实。

⑺ 剪切增稠液的原理

“剪切增稠液”中自由悬浮着许多特殊粒子。当液体因为剧烈冲击而被搅乱时,其中的特殊粒子相互碰撞,形成了对这种搅动的抵抗力。当搅动力足够大时,这些粒子其实就已被相互“锁定”。当子弹高速撞击这种材料时,“剪切增稠液”防弹衣就会吸引撞击能量,并迅速变得极其坚硬。 当慢速搅动容器中的剪切增稠液时,最初会感到轻微的抵抗力。搅动得越快,抵抗力越大。
在日常生活中也能见到类似的剪切增稠现象。比如,当人们在沙滩上享受美好阳光的同时,在合适的条件下,脚下潮湿的沙子也有类似剪切增稠的现象:当快速跑过沙滩时,只留下了脚印;但当站在沙滩上不动时,身体则会慢慢的下陷。如果自己作试验,可找一个容器,最好是透明的,用淀粉和水混合,搅拌均匀,放置30min。在此期间淀粉会沉淀在容器的底部,等到沉淀物上方液体澄清后将水倒掉;剩下的物质就具有剪切增稠特性,如果用手指或筷子慢慢插入,感觉不到太大的阻力;但快速插入或搅拌时,则会感觉到有很大的阻力。
当用细棒轻轻搅拌杯子里的液体时,发现它跟普通的液体没什么两样,但一旦加快搅拌的速度和力度,就会发现它越来越黏稠;慢慢提起细棒时很轻松,但猛地提起时,杯子连同杯子中的液体就会一起被提起。 英国BAE系统公司研制一种液体防弹衣。这一具有革命性的发明采用一种名为“剪切增稠液”的液体,该液体在受到子弹冲击时会变硬从而起到阻挡子弹的作用。新型液体防弹衣可以为士兵提供史无前例的有效保护,同时又能保证他们自由灵活地运动,不再受到笨重的传统防弹衣的限制。“剪切增稠液”还可以喷涂于两层凯夫拉尔之间,制成超强超薄防弹衣。本来,凯夫拉尔材料的强度就是钢铁的五倍,因此它也被认为是标准的防弹衣材料。现在,这种新型超强超薄防弹衣比普通的防弹衣要薄得多,而重量只相当于普通的一半。 减少子弹对人体的伤害

⑻ 最近科学家研制出一种新型防弹衣,它是由“剪切增稠液体”和凯夫拉纤维结合而成,这种“剪切增稠液体”是

A、硅属于非金属单质,错误;
B、硅颗粒溶合到聚乙二醇中没有生成新的物质,属于物理变化,错误;
C、硅元素在地壳中含量居第二位,错误;
D、硅原子与碳原子最外层电子数相同,正确;
故选D.

⑼ 非牛顿流体可以运用在生活中哪些地方

此外,非牛顿流体在许多工业部门都有应用,人们对它的研究也在不断深入。

谢谢阅读,希望有所帮助。

⑽ 什么是剪切增稠

剪切增稠就是在切力下材料的粘度会变大,一般用流变检测.最常见的应用就是防弹衣喽.