关键词： 表面活性剂   煤层注水   瓦斯灾害   润湿性能   表面张力   接触角   瓦斯解吸  

摘要： 为研究表面活性剂对煤的润湿性及瓦斯解吸性能的影响规律,分析了6种表面活性剂溶液对6种不同变质程度煤样的润湿特性;利用煤的瓦斯吸附/解吸后置注水试验装置,探究了表面活性剂对煤中瓦斯解吸的抑制作用。结果表明:随着挥发分的增加,不同质量分数溶液在煤表面的接触角均呈现倒“U”形变化趋势,同时相同条件下的顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠(快T)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)溶液在煤样表面的接触角更小,说明三者对不同煤样的润湿性能更好;随着表面活性剂溶液质量分数的增加,铺展系数呈正相关变化而黏附张力呈负相关变化,这与添加表面活性剂改变水分子在煤表面的润湿铺展效果和黏附作用有关;煤中瓦斯气体初始解吸量、极限解吸量均与溶液质量分数具有良好的负指数关系,反映出表面活性剂溶液对煤中瓦斯解吸能力的显著弱化效应,分析认为这主要与溶液对煤的润湿增强作用、溶液对煤微孔裂隙的毛细阻力作用以及煤吸附水引起膨胀变形对孔隙的压缩作用有关。

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

摘要： 基于三种接枝不同亲水基团的甜菜碱短链氟碳表面活性剂(C_(4)F_(9)SO_(2)NH(CH_(2))_(3)N+(CH_(3))_(2)CH_(2)COO-,C4-Ac;C_(4)F_(9)SO_(2)NH(CH_(2))_(3)N+(CH_(3))_(2)CH_(2)CH_(2)SO_(3)-,C4-sa;C_(4)F_(9)SO_(2)NH(CH_(2))_(3)N+(CH_(3))_(2)CH_(2)CH_(2)PO(OH)O-,C4-pa),研究了不同温度(0~40℃)对表面活性剂的表面活性、铺展能力和发泡性能等各项理化性能参数的影响。结果表明,随着温度的提升,各氟碳表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)略有增大,最低表面张力(γ_(cmc))有所减小,其中C4-sa溶液的表面活性相对更优,其cmc可低至2.21 mmol/L,γ_(cmc)最低为16.28 mN/m。温度对各表面活性剂的铺展能力存在一定的影响,其趋势为先增大后趋于基本不变,且C4-sa的铺展能力最优,与表面张力大小趋势一致。发泡倍数随温度的升高而增大,直至20℃后增加不明显。低温时三种表面活性剂的发泡性能均有所欠缺,但温度略有升高时则性能有所提升,在相同温度下,C4-sa的发泡倍数最高可以达到6.9倍。总体结果表明,温度对甜菜碱短链氟碳表面活性剂的理化性能有一定的影响,低温下影响尤其显著,为该系列表面活性剂在不同温度环境下的应用提供了理论依据。

关键词： 深水   潜山储层   气井   压力恢复测试   压力曲线异常   校正方法   测试管柱   流体密度  

摘要： 深水潜山气井测试时,部分井层压力恢复测试时压力曲线出现持续下降的异常现象,导致反映储层流动特征的关键段缺失,给储层评价带来了极大困难。通过构建井筒温度场模型和测试管柱伸缩预测模型,实现了关井期间井筒温度场的模拟及管柱伸缩量计算,利用流体密度场、温度场和管柱伸缩量耦合,校正了压力计测试数据。结果显示,关井后井筒温度场变化和管柱收缩是导致压力恢复曲线异常的主要原因,通过压力补偿校正后压恢曲线恢复正常上升趋势,压力双对数曲线能反映地层储层特征,利用该方法实现了X1井测试资料的修正与评价,得到地层压力为29.6 MPa,地层系数为14 910 mD·m,评价结果合理。该方法对深水潜山气藏井下压力恢复曲线的异常资料处理与评价有一定指导意义。

关键词： 喷雾助剂   表面张力   接触角   润湿面积   干燥时间   杧果  

摘要： 乙基多杀菌素是防治杧果蓟马的常用药剂之一,农药喷雾助剂的添加可以提高农药的药效。合理选择和使用助剂产品,对提高农药利用率、减少农药使用量至关重要。本研究通过测定添加5种不同类型、不同浓度的农药助剂产品后乙基多杀菌素药液的静态、动态表面张力,以及药液在杧果叶片正面、背面的接触角、铺展面积和蒸发时间,探究不同类型农药助剂产品在杧果叶片表面的润湿铺展行为。结果表明:添加不同助剂产品均能有效降低乙基多杀菌素药液的静态、动态表面张力,同时降低药液在叶片表面的接触角,提高药液在杧果叶片表面的铺展面积。除高分子类助剂(诺普信天盾)在叶片背面表现出抗蒸发性外,其他助剂产品均缩短了蒸发时间。不同类型的助剂产品在杧果叶片上的润湿性表现并不一致,有机硅类助剂(极润)润湿性最好,其余依次为硅酸金属复合盐类助剂(迈道)、改性植物油(迈飞)、橙皮精油(丹罗丰)、高分子类助剂(诺普信天盾)。通过比较不同处理组药液在杧果叶片正面、背面的润湿铺展行为,得出叶片背面比正面更难以被农药药液润湿。药液的理化性质和叶片的表面结构是影响喷雾液滴在叶片上润湿行为的重要因素。杧果蓟马常常在叶片背面活动取食,因此在防治杧果蓟马时,应根据助剂的类型、蓟马的为害特点选择合适的浓度,才能取得较好的防治效果。研究结果揭示了不同类型助剂在杧果叶片上的润湿铺展行为,为合理选择使用农药喷雾助剂产品提供数据支撑。

关键词： 表面活性剂   表面张力   泡沫   稳定性   皮尔逊相关系数  

摘要： 选取了10种常用表面活性剂,比较了其水溶液的表面张力,使用DFA100动态泡沫分析仪研究了其泡沫体积、泡沫密度和泡沫稳定性等性质,并通过皮尔逊相关系数来阐明泡沫特性各个指标间的相关性。结果表明:甲基椰油酰基牛磺酸钠具有最优的起泡性;椰油酰谷氨酸二钠和椰油酰氨基丙酸钠的泡沫最绵密;甲基椰油酰基牛磺酸钠和椰油酰谷氨酸二钠的泡沫形态稳定性和泡沫密度稳定性最好,最差的为辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱,而泡沫体积稳定性最好的是辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱。皮尔逊相关系数分析结果表明:表面活性剂溶液的表面张力越低,产生的泡沫会越绵密;泡沫越丰富,泡沫含液量会越大;初始泡沫密度越大,泡沫体积的坍塌会越快;排液速率越大,泡沫数量的减少会越快。

关键词： 水成膜泡沫灭火剂   表面张力   表面活性剂   综合性科普实验  

摘要： 火灾严重威胁着人民群众的生命财产安全,提升公众消防素质是预防火灾发生和减少火灾损失的重要途径。本文设计了一个综合性科普实验,介绍目前广泛使用的水成膜泡沫灭火剂(AFFF)。与普通泡沫灭火剂相比,AFFF中增加了氟碳表面活性剂这一关键成分,显著降低水的表面张力及其与油的界面张力,使AFFF水溶液可以在油面上铺展形成水膜,而且更容易形成泡沫。灭火时,水膜与泡沫共同起到隔绝空气的作用。在本次实验中,首先以演示、互动和提问等方式介绍表面张力、氟碳链性质、分子间相互作用和燃烧条件等多个知识点,随后现场展示AFFF的灭火效果。本实验现象明显,仪器试剂价廉易得,科普展示和互动方案寓教于乐,深入浅出,可有效提高受众的科学素养和安全意识。

关键词： 锌铝合金   热浸镀   锌浴   表面张力  

摘要： 利用Wilhelmy吊板法测试原理,自制了表面张力测定仪,测定了Zn、Zn-Al、Zn-Al-Re锌浴在430~520℃下的表面张力,研究了温度、铝元素和稀土元素对锌浴表面张力的影响。结果表明:在430~520℃的范围内,纯锌浴的表面张力为0.744~0.782 N·m^(-1),随着温度的升高而降低。与真空环境下纯锌浴表面张力相比,本实验测得值略小。在430~520℃范围内,向纯锌浴中添加了质量分数为0.05%~0.5%的铝,与纯锌浴的表面张力相比下降了1.66%~36.07%。在相同温度下,随着铝含量的增加,锌浴的表面张力降低。在430~520℃的范围内,在含0.2%铝的锌浴基础上添加了质量分数为0.2%和0.3%的稀土(Re),表面张力进一步降低了12.81%~16.11%。在相同温度下,随着稀土含量的增加,锌合金浴表面张力降低。在锌浴中添加相同质量分数元素的情况及相同温度下,相比于稀土,铝更能降低锌浴的表面张力。

关键词： 热收缩带   表面张力   剥离强度   安装温度   粘结性能  

摘要： 在管道热收缩带补口施工和工艺评定中,安装温度的制定是热收缩带安装工艺控制难点,多依靠现场经验。为研究安装温度对于多相材料的匹配性,开展底漆涂层—热熔胶—搭接区防腐层多相材料实验研究,对热熔胶环球软化点、黏流温度、多相材料不同温度下的表面张力、表面接触角、剥离强度及耐热水浸泡后的剥离强度进行测定,确定热熔胶粘结性能的影响规律。实验表明:可通过测试漆涂层—热熔胶—搭接区防腐层表面张力确定防腐补口中热收缩带最佳安装温度;耐热水浸泡120天后的剥离强度破坏状态能更准确评价热熔胶粘结性能;该热收缩带的最佳安装温度是底漆涂层表面安装温度大于85℃,搭接区PE表面温度大于110℃,胶层加热温度110~130℃。该研究成果可为热收缩带防腐补口施工技术提供指导,保障管道长期安稳运行。

关键词： 表面张力   液态金属   铅铋合金   悬滴法   不确定度  

摘要： 铅铋合金是一种理想的加速器驱动次临界核能系统液态金属冷却剂。表面张力是描述物质界面的重要物性之一。实现高温液态铅铋合金表面张力的准确测量,有利于计算靶系统溅射产额,分析冷却剂与高温水爆炸形态,评估亚共晶态铅铋合金的运行可行性。开发悬滴图像计算表面张力的Matlab程序,搭建高温熔体悬滴法表面张力实验系统。在温度423.15~873.15 K和0.1 MPa压力下测量铅质量分数40%~50%的五种铅铋合金的表面张力(相对扩展不确定度2.1%)。结果表明,表面张力随温度增加而线性下降,随着铅质量分数增加而上升。为便于工程使用,建立表面张力的关联式,基于Schmidt状态方程的Eötvös定律关联的平均相对误差为0.12%,基于线性经验关联的平均相对误差为0.37%。

关键词： 表面光散射   微尺度   表面张力   光传感  

摘要： 在微尺度条件下,流体的比表面积增加,表面张力影响显著增强,对界面传热传质以及流动控制均产生影响。流体的表面张力是微流控设计的关键热物理参数,在原位条件下获取该物理量至关重要。研制了一种可以在微尺度条件下精确测量流体界面性质的反射式表面光散射实验系统,并利用参考物质异辛烷、正癸烷和十六烷对新研制的实验系统进行了检验,结果验证了新系统在不同微米尺度下表面张力测量的精确性和可靠性。