关键词： 非离子型表面活性剂   表面张力   分子动力学模拟  

摘要： 利用N-十二烷基琥珀酸酐、L-亮氨酸和聚醚醇为原料合成了两种非离子型表面活性剂,并通过核磁共振氢谱验证了分子结构;通过表面张力仪分别测试了两种非离子型表面活性剂在不同浓度下的表面张力,并根据γ-lgc曲线确定了临界胶束浓度;通过析水率研究了表面活性剂的乳化性能;使用分子动力学模拟技术,研究了表面活性剂在油水界面处的聚集形态以及与油和水之间的作用。结果表明,与表面活性剂1相比,表面活性剂2含更多的非离子亲水组分,因此降低表面张力效果更好;表面活性剂1及表面活性剂2的临界表面张力(γ_(CMC))分别为25.54、24.46 mN/m;在低浓度下,两种非离子型表面活性剂均具有较高的析水率,乳化效果不佳,但在高浓度下乳化效果较好,采用两种非离子型表面活性剂制备的乳液均具有一定的稳定性;表面活性剂分子的静电势分布影响了其亲水和亲油的性质。

关键词： 高温高压   温压耦合   流体密度   流变参数   压力分布  

摘要： 深井高温高压环境对流体密度和流体流变参数影响较大,忽略其作用使得井筒压力认识不准确,制约着钻完井作业安全。基于能量守恒原理,建立了井筒温度计算模型,考虑流体流态对温度压力影响,建立了温压耦合条件下井筒压力计算方法,结合现场实测数据验证了温度压力模型计算可靠性。研究表明:温度对流体密度和流变参数影响程度大于压力,随着井深增加,环空流体密度和动切力逐渐增大。随着循环时间增加,井底温度逐渐降低,环空流体密度、动切力及流性指数逐渐增大,而稠度系数逐渐降低;温压耦合条件下环空ECD低于未考虑工况,两者相差0.067 g/cm3。因此,若不考虑耦合对流体密度和流变参数影响时,使得设计流体密度偏低,易诱发溢流或井喷事故发生。该研究成果与认识为深层超深井井筒温度压力精细评价奠定了关键理论基础,降低了钻完井井下作业风险。

关键词： 测压试验   测压管   频响函数   信号修正   紊流  

摘要： 测压试验中,测压管的存在会导致风压信号产生畸变,影响后续数据分析的精度。通过实际测定测压管路频响函数,获得测压管对信号的影响规律,并揭示了“B-T理论”的不足。在实际紊流作用下研究测压管长度对单测点压力数据和模型整体力的影响,并验证“B-T理论”的修正效果。结果表明:对于单测点压力数据,测压管将不会影响数据均值和变异系数,标准差随管长增加先增后减,信号时域随管长增加而整体向均值靠近,相位则不断滞后,信号频域值随管长和频率的增加逐渐偏离真实值;对于整体力,整体阻力、各力的相关性、相干性均可认为不受测压管影响,力谱的变化规律与单测点频域值相同;“B-T理论”在信号时域上修正效果较差,在频域修正方面表现良好。

关键词： 科普实验   物理化学   表面张力   蒸发梯度   液滴追逐  

摘要： 本实验以日常生活中常见的表面张力现象为切入点,结合现有文献方法,系统优化科普实验。首先,丙二醇和水以不同的体积比相互溶解,并加入不同颜色的食用色素来代表不同浓度的丙二醇溶液。然后,将不同浓度的丙二醇溶液滴加到亲水处理过的玻璃板上。由于蒸发梯度的不平衡和表面张力的不均匀,小液滴在玻璃板上表现出各种运动行为,如“追逐”和“跳舞”。此外,小液滴可以准确避开与自身浓度不同的液滴,并选择与自身浓度相同的“同类”液滴融合。这些现象反映了一系列与蒸发梯度和表面张力有关的物理化学原理。本实验的化学品安全易得,主要装置是团队自制的。实验操作简单,原理简单易懂。中小学生和幼儿园的孩子在家长的引导下可以清楚地观察到不同颜色小液滴的追逐和融合现象;该实验绿色、安全、美观,有利于培养大众,特别是中小学生对物理化学现象的浓厚兴趣。

关键词： 西河闸枢纽   皮尔森相关系数   测压管  

摘要： 根据西河闸枢纽工程测压管的2021年测量数据进行了皮尔森相关性分析,发现西河节制闸、船闸测压管水位变化趋势总体较为正常,测压管水位与上游水位变化趋势基本一致,同时西河节制闸测压管水位与上游水位和上、下游水位差值相关性较高,但也发现个别测压管存在异常,可能存在淤堵现象。通过本次分析,为西河闸枢纽的安全运行与了解工程状况提供技术支撑。

关键词： 水泵测试系统   精度   测压管   尺寸  

摘要： 水泵测试系统作为水泵检测的试验装置,其由测试仪表、阀门、管路、测试软件等部分构成。近年来,随着科技的发展,仪表的精度越来越高,测试系统的精度也随之提高。然而,作为水泵测试系统构成部件之一的测压管,其内径尺寸精度不仅相关标准没有明确的规定,也没有得到测试从业者的关注、改善及研究提升。因此,就测压管的内径尺寸对水泵性能测试的影响进行了相关的研究。

关键词： 表面张力   接触角   润湿性   亲水涂层   防雾滴  

摘要： 近些年,为了提高大棚的透光性,提高作物的产量和质量,农用棚膜亲水涂层得到广泛关注,市场上出现了各种亲水涂层。但是对于表面张力的研究却很少。为此,在聚乙烯(PE)薄膜上制备不同配比PVA/Al_(2)O_(3)亲水涂层及丙烯酸、丙烯酸六氟丁酯和4-丙烯酰氧基二苯甲酮三元共聚物亲水涂层,测量了对于三种液体(水、二碘甲烷、甲酰胺)的接触角。利用几何平均(OW)法和Lifshitz-van der Waals/酸碱(LW/AB)法间接计算亲水涂层的表面张力,并与未处理PE薄膜和电晕处理的PE薄膜进行对比,发现亲水涂层的表面张力大于电晕处理的PE薄膜和未处理的PE薄膜;且OW法计算得到PVA/Al_(2)O_(3)亲水涂层比例为5∶3时表面张力最大;LW/AB法计算得到PVA/Al_(2)O_(3)亲水涂层比例为5∶2时表面张力最大。由原子力显微镜得到的PVA/Al_(2)O_(3)亲水涂层比例为5∶3时粗糙度最大。本研究可为农用棚膜防雾滴涂层的开发提供理论指导。

关键词： 氟碳链   表面活性剂   表面张力   发泡性能   铺展性能  

摘要： 基于3种不同氟碳链长度的表面活性剂,研究温度(0~40℃)对氟碳表面活性剂理化性能(表面活性、发泡性能和铺展性能)的影响。结果表明,随着温度的升高,氟碳表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)增大,表面张力(γ_(CMC))降低,且表面活性剂的氟碳链越长,其形成胶束的能力越强,其中FC8表面活性剂溶液的CMC最小(0.23 mmol/L),γ_(CMC)值最低(15.07mN/m);低温下氟碳表面活性剂发泡倍数最低(特别是FC4在0℃时仅为3.70倍),升温到20℃时发泡倍数达到最佳(6.00~8.73倍),继续升温对发泡倍数影响不大,且相同温度下氟碳链越长发泡倍数越大,FC8的发泡倍数在20℃时达到8.73倍;表面活性剂铺展系数(S)随温度的升高而增大,当温度达到20℃时S的变化趋于平缓,且氟碳链越长越有利于降低单位面积表面活性剂的消耗量,节约成本。由此可见,低温对短氟碳链表面活性剂性能影响较大,特别是发泡倍数低达不到使用要求,若应用在水成膜泡沫灭火剂中还需进行复配提高其使用性能。

关键词： 表面能   表面张力   亲水性   超疏水性  

摘要： 利用绿色能源替代化石燃料是实现“碳中和”目标的重要途经.与风能和太阳能类似,表面能也是一种高度分散的能量,其利用和转换引起了人们的关注.本实验利用“滴水成画”展示马兰戈尼效应,利用超疏水“水泵”展示表面的亲疏水性能,通过游戏和自己动手实验,可直观地认识表面能,观察表面能与动能和重力势能相互转化的过程,展示表面能与生活的紧密联系,以及表面能为人类生活带来的便利和危害.

关键词： 低渗透储层   防水锁剂   接触角   表面张力   储层保护  

摘要： 低渗透油气藏具有岩石致密、物性差和孔喉细小的特点,外来流体在毛细管力作用下进入储层孔喉中,造成水锁损害,严重影响低渗透储层油气藏的产量。针对这一问题,以全氟辛酸、单乙醇胺和氯乙酸钠为原料制备高性能氟碳防水锁剂(FS-1),通过红外光谱对其结构进行了表征,并研究了该氟碳防锁水剂对盐水溶液在岩心孔喉中水锁性能的影响。结果表明,该防锁水剂显著降低盐水溶液的表面张力(小于15 mN/m),且使蒸馏水在砂岩表面的接触角增大至85.3°,表明防水锁剂FS-1可将岩心表面润湿性由亲水性反转为中性湿,有降低了水相对岩心的水锁损害。另外,防锁水剂FS-1含有多个吸附、抗盐基团,提高分子在岩石表面的吸附能力,且使其耐盐能力达到了7%(NaCl)。渗吸实验、渗透率测试实验和核磁共振实验发现该防水锁剂减缓岩心的自吸作用,降低了岩心孔喉对盐水的束缚能力和岩心的水锁损害,提高了岩心渗透率恢复率。