玉米秸稈懸浮液流變性能及其對螺帶攪拌槳混合特性的影響

【摘要】：秸稈懸浮液的流變性能對于其輸送和混合問題具有重要意義。本文采用ARES流變儀的平行平板測試系統(tǒng)研究了玉米秸稈懸浮液的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)流變性能。穩(wěn)態(tài)流變實驗考察了玉米秸稈質(zhì)量分率、顆粒粒徑大小和微波堿預(yù)處理對懸浮液表觀粘度的影響,并用冪律模型和賓漢模型分別關(guān)聯(lián)出秸稈懸浮液的流變參數(shù)和賓漢屈服應(yīng)力值,結(jié)果表明：玉米秸稈懸浮液為高度剪切稀化流體,秸稈顆粒質(zhì)量分數(shù)增加,秸稈懸浮液的粘度、稠度系數(shù)和賓漢屈服應(yīng)力急劇增加；粒徑減小,未預(yù)處理的秸稈懸浮液粘度先增大、后急劇下降,而微波堿預(yù)處理再粉碎后的秸稈懸浮液粘度值在粒徑分布從80-100目變化到180-200目過程中幾乎不變化；和未預(yù)處理的秸稈懸浮液相比,微波堿預(yù)處理后再粉碎過程對表觀粘度的影響取決于顆粒粒徑和顆粒質(zhì)量分率,而先粉碎再微波堿預(yù)處理過程使粘度和稠度系數(shù)大幅度增加、剪切稀化性能增強。動態(tài)流變實驗考察了微波堿預(yù)處理對秸稈懸浮液的線性粘彈區(qū)和粘彈性模量的影響,用動態(tài)法得出屈服應(yīng)力值,并與賓漢屈服應(yīng)力值做了比較,結(jié)果表明動態(tài)法和穩(wěn)態(tài)法確定的屈服應(yīng)力比較一致。此外,針對秸稈燃料乙醇生產(chǎn)過程中體系剪切稀化性能逐漸減弱的這種變化,采用兩種剪切稀化性能不同的模擬介質(zhì)黃原膠(XG)水溶液和羥甲基纖維素(CMC)水溶液,研究了物系流變性能變化對螺帶攪拌槳混合特性的影響。結(jié)果表明：剪切稀化性能較強的XG水溶液的功率常數(shù)Kpn值隨著濃度升高而增大,而剪切稀化性能較弱的CMC水溶液的Kpn值隨著濃度升高而減?。籜G水溶液的無因次混合時間在較低雷諾數(shù)范圍內(nèi)為常數(shù),CMC水溶液的無因次混合時間隨著雷諾數(shù)增加先增大后減小。 【關(guān)鍵詞】：秸稈懸浮液 流變性能 螺帶攪拌槳 功率消耗 混合時間
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TQ223.122
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 前言9-11
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 研究內(nèi)容10-11
• 第二章 文獻綜述11-23
• 2.1 懸浮液流變性11-18
• 2.1.1 懸浮液中顆粒受力情況11
• 2.1.2 懸浮液流動曲線和流變方程11-12
• 2.1.3 懸浮液流變研究的實驗方法12
• 2.1.4 粒子懸浮液流變研究12-15
• 2.1.5 纖維懸浮液流變研究15-16
• 2.1.6 生物質(zhì)懸浮液流變研究16-18
• 2.2 假塑性流體混合18-22
• 2.2.1 螺帶攪拌槳的流型和混合機理18-19
• 2.2.2 攪拌功率測量和關(guān)聯(lián)19
• 2.2.3 混合時間及其測量19-22
• 2.2.4 流變性質(zhì)對攪拌功率和混合時間的影響研究22
• 2.3 小結(jié)22-23
• 第三章 實驗方法23-28
• 3.1 秸稈懸浮液流變測量23-24
• 3.1.1 原料、試劑和儀器23-24
• 3.1.2 懸浮液配制24
• 3.1.3 流變測量技術(shù)24
• 3.2 假塑性流體在螺帶槳攪拌槽中的混合實驗24-27
• 3.2.1 模擬介質(zhì)及其流變測量24
• 3.2.2 實驗裝置、試劑和儀器24-25
• 3.2.3 攪拌功率測量25-26
• 3.2.4 混合時間確定26-27
• 3.3 小結(jié)27-28
• 第四章 玉米秸稈懸浮液流變性能研究28-42
• 4.1 玉米秸稈的形狀28-29
• 4.2 玉米秸稈懸浮液的穩(wěn)態(tài)流變實驗結(jié)果29-36
• 4.2.1 秸稈質(zhì)量分率對懸浮液表觀粘度的影響29-30
• 4.2.2 微波堿預(yù)處理過程對秸稈懸浮液粘度的影響30-35
• 4.2.3 秸稈粒徑分布對懸浮液粘度的影響35-36
• 4.3 玉米秸稈懸浮液的動態(tài)流變實驗結(jié)果36-39
• 4.3.1 微波堿預(yù)處理對秸稈懸浮液的線性粘彈區(qū)的影響36-37
• 4.3.2 微波堿預(yù)處理對秸稈懸浮液的動態(tài)頻率掃描結(jié)果的影響37-39
• 4.4 秸稈懸浮液的屈服應(yīng)力39-40
• 4.5 小結(jié)40-42
• 第五章 假塑性流體的流變性能對螺帶攪拌槳混合性能的影響42-59
• 5.1 模擬介質(zhì)的流變性能42-51
• 5.1.1 濃度對XG和CMC水溶液流變性能的影響42-44
• 5.1.2 溫度對XG和CMC水溶液流變性能的影響44-49
• 5.1.3 剪切歷史對XG和CMC水溶液流變性能的影響49-50
• 5.1.4 混合實驗對XG和CMC水溶液流變性能的影響50-51
• 5.2 流變性能對攪拌功率的影響51-55
• 5.2.1 XG和CMC水溶液的功率曲線51-55
• 5.2.2 剪切稀化程度對功率常數(shù)值的影響55
• 5.3 流變性能對混合時間的影響55-57
• 5.3.1 轉(zhuǎn)速對混合時間的影響55-56
• 5.3.2 槳葉旋轉(zhuǎn)方向?qū)旌蠒r間的影響56-57
• 5.3.3 XG水溶液和CMC水溶液無因次混合時間和雷諾數(shù)關(guān)系57
• 5.4 小結(jié)57-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65

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