第一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二為什么研究流變性？流變性實驗粘彈性本構模型驅替實驗邊界層理論、吸附表征等阻力系數RF殘余阻力系數RRF驅替實驗數據回歸滲流特征如何下手？第二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二1.流變性2.滲透率下降系數3.吸附現象的數學描述4.化學劑對流、擴散5.相滲曲線6.乳化現象的數學描述化學驅滲流需解決的問題第三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二目錄第一節流變學基本概念第二節純黏性液體的滲流第三節一維理想擴散滲流方程及解第四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第一節流變學基本概念描述流體運動規律包括兩個方面：連續的運動方程；物體的流變性方程（本構方程）。流變性：物體受到外力作用發生流動和變形的性質。本構方程：表示剪切力和剪切速度關系的方程。流體有兩種類型的流變狀態方程：速率型積分型一、基本概念第五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第一節流變學基本概念流體非牛頓流體牛頓流體純黏性的非牛頓流體（黃原膠）黏彈性的非牛頓流體（聚丙烯酰胺）流體的簡單剪切流中，應力張量可以用3個獨立函數表示切應力第一法向應力差第二法向應力差其中法向應力函數描述了流體的彈性。第六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第一節流變學基本概念流變曲線0塑性流體擬塑性流體膨脹性流體牛頓流體二、純粘性流體流變特性塑性流體擬塑性流體膨脹性流體與剪切速率有關：與時間有關：觸變性流體震凝性流體0震凝性流體牛頓流體觸變性流體第七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第一節流變學基本概念三、粘彈性流體流變特性粘彈性流體：既具有流體的粘性特征，又具有固體的彈性特征。0xy0xy特征存在第一方向應力差：粘彈性流體非牛頓流體所具有的彈性和純固性的彈性有所不同，表現為緩慢且微弱的蠕變，測量具有較大困難。第八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二聚合物溶液為高分子溶液，具有黏性和彈性雙重特性，在剪切流動中，不僅其黏度函數與剪切持續時間有關，而且還存在法向應力差，由于法向應力差的存在產生許多特殊的流動現象。威森伯格效應射流脹大和彈性回復無管虹吸連滴效應同心環空軸向流彈性不穩定流動減阻、湯姆斯效應收縮口流動和滲流孔壓力誤差液流反彈第一節流變學基本概念第九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二①威森伯格效應a.牛頓流體b.黏彈流體低分子流體：軸棒附近的流體因受離心力將被向外推，杯中心臨近的液面下降。高分子流體：流體趨向中心，攀軸而上。即使在很低的轉速下，爬桿現象也十分顯著。軸旋轉越快，流體上爬越高。第一節流變學基本概念第十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二②射流脹大和彈性回復牛頓流體的射流直徑De幾乎相等圓管直徑D；黏彈流體的射流直徑De卻大于D，呈脹大形狀。脹大比：射流直徑與圓管直徑之比De/D，它是流速和管長的函數。某些高分子聚合物溶液的脹大比可達3-4。彈性回復：當突然停止擠出，并剪斷擠出物，擠出物發生回縮。這是未松弛的法向應力促使流線收縮的結果。a.牛頓流體b.黏彈流體第一節流變學基本概念第十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二③無管虹吸現象a.牛頓流體b.黏彈流體牛頓流體：在虹吸實驗中，當虹吸管提離液面，虹吸就停止了。高分子液體：把虹吸管提起很高，液體還是源源不斷地從杯上抽起（無管虹吸）。更簡單地，連虹吸管也不要，將裝滿該流體的燒杯微傾，使流體流下，這過程一旦開始，就不會中止，直至杯中流體都流光。第一節流變學基本概念第十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流一、塑性流體徑向穩定滲流0塑性流體擬塑性流體膨脹性流體得積分得產量公式第十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流二、塑性流體徑向不穩定滲流在流動區域r<R(t)中，近似解為：外邊界條件內邊界條件第十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流對于恒定產量Q得到：根據定義代入，整理第十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流井底壓力：由于對于當較小時，存在當較大時，存在第十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流三、擬塑性流體的穩定滲流第十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流四、擬塑性流體的不穩定滲流假設條件：油層等厚均質；徑向流；系統壓縮系數為常數；忽略重力；壓降很小；流體為冪律流體；等效剪切速率與滲流速度關系：第十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流連續性方程：運動方程：冪律流體黏度方程：等效剪切速率與滲流速度關系：第十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流代入得展開，得第二十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流當CL很小，且徑向壓力梯度很小時：得由第二十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流代入上式，得擬塑性流體滲流方程第二十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流無因次形式無因次壓力無因次時間無因次距離無因次邊界距離無因次探測距離無因次滲流方程第二十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流定解條件初始條件內邊界條件外邊界條件任一點、任一時刻的無因次壓力其中第二十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第二節純黏性液體的滲流井底處的無因次壓力當tD較大時，，簡化為取對數第二十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第三節物理化學滲流基本現象一、多孔介質中的擴散現象彌散的現象:滲流過程中，多種組分相互混合時，異組分物質在出現濃度差異時，濃度變化并不是完全按照達西定律的現象。在孔隙介質中的彌散理象由兩種擴散現象構成：一種是分子擴散：存在濃度梯度，導致依靠分子熱運動擴散。一種是對流擴散，又稱為機械擴散：由于孔隙微觀結構的不均勻性和其中的流動本身帶有非均勻性和分散性引起的

第二十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二擴散速度u可以由費克定律(Fick)表達在考慮擴散和對流傳質的情況下，一維滲流、某一組分的連續性方程無因次化應用了滲流速度v、只有在它是常數時，方程式才是線性的并容易求解。在v不是常數時，就很難用解析方法求解。

第三節物理化學滲流基本現象第二十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二二、一維理想擴散滲流方程及解在一維滲流情況下，帶有擴散傳質的滲流過程中，組分的連續性方程考慮到Fick擴散定律第一項表示的是某一流動單元中濃度的上升速度，稱為累積相第二項表示的由液體流動而帶出的濃度的變化，稱為對流相右端相則是由擴散引起的濃度變化，稱為擴散項第三節物理化學滲流基本現象第二十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二C=C1（C<0,t=0）C=0（x>0,t=0）C(∞,t)=0C（-∞,t）=C1邊界條件通過變量替換:得到:帶入基本方程第三節物理化學滲流基本現象第二十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二初始條件：時，；而當時，只存在擴散作用時，v=0:此方程的自模解為或者第三節物理化學滲流基本現象第三十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二0.5C1是一固定點：當x=0時，該點的濃度在任何時刻均為0.5C1在x<0處，C>0.5C1并趨近于1；在x>0處C(x,t)<0.5C1并趨近于零。

t3>t2>t2

評價不同時刻濃度剖面的分布:在x=0處切線，以2L0表示為溶液中該組分混合帶的長度。此為近似方法，也有其他方法。第三節物理化學滲流基本現象第三十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二存在：切線方程得到混合帶的半長為對于：第三節物理化學滲流基本現象第三十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二對于，無對流解存在流動相，因此0.5C1的在即說明濃度點向前移動了，設此距離為L0.5

過渡帶半長度與前沿距離之比:

經過一段時間后，即隨t增大，擴散速度比對流速度越來越小。對于室內實驗，若減小擴散影響，需增大佩克列數。第三節物理化學滲流基本現象第三十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二由擴散劑組成的長度為L的活性段塞在均質流體滲流過程中的運動問題。初始時刻：擴散劑恒定的濃度C0（-L<x<0）

，而在其他地方濃度為零即：

（-L<x<0）