高溫高壓流變儀是在特殊的高溫高壓條件下測量流體材料流變特性(如粘度等)的精密分析儀器,模擬材料的使用工況條件,研究流體材料的黏度與溫度、壓力的關係,對石油開採(如鑽井液、壓裂液、酸化液、原油)、石化生產(如潤滑油)、煤化工(如油煤漿)、食品加工(如澱粉糊化)等行業有重要指導意義。
基本介紹
- 中文名:高溫高壓流變儀
- 外文名:HTHP Rheometer
- 套用行業:石油、石化、食品
工作原理,常用配置,測量結果,
工作原理
高溫高壓流變儀與普通旋轉流變儀的測量原理基本相同,都是通過馬達帶動測量轉子對樣品產生一個剪下速率,同時測量樣品回響的阻力,即剪下應力,並計算出樣品的黏度=剪下應力/剪下速率。區別在於設計了特別的機械結構,可以將樣品密封於一個耐壓可加熱的測量腔體內,通過氣壓或液壓的方式對樣品施加額外壓力,並能夠控制壓力的大小;通過測試,得到樣品的黏度-溫度關係曲線、黏度-壓力關係曲線、黏度-時間關係曲線等。
測量池密閉結構採用磁耦合系統連線,測量轉子完全密閉於測量池內,通過磁耦合連線器與測量馬達相連線。
加壓方式
根據套用需求、壓力範圍不同,可選用氣體加壓或液體加壓。
氣體加壓可用氮氣、二氧化碳等惰性氣體,一般加壓範圍較低,氣體鋼瓶最大可加到12MPa左右,採用二次增壓可達到40MPa左右,其優點是氣體壓縮性好,可使壓力保持穩定,設備簡單、操作方便,缺點是壓力值較低,具有一定危險性。
液體加壓系統的測量池結構應與氣體加壓的不同,因液體加壓系統的測量池中需全部充滿樣品,需要對磁耦合系統進行特殊設計。液體加壓需要有隔離設計的加壓系統,一般可用手動增壓泵加壓,樣品置於專門設計的樣品倉內,倉內的活塞將樣品與液壓油分隔開來。增壓時,加壓泵推動液壓油使活塞運動,將樣品壓入測量池內,並進行增壓。液體加壓系統的有點是安全性高、壓力值高(可達100MPa),缺點是加壓系統較複雜,價格較貴。
常用配置
一般由流變儀主機、高壓測量池、加熱系統、增壓設備、軟體等組成,流變儀主機一般採用空氣軸承的流變儀,並具有法向力測量功能。
加熱系統一般可達200℃或300℃;
高壓測量池一般可達到15MPa、40MPa、100MPa等可選,根據具體套用需求選擇。
測量結果
高溫高壓流變儀的測量結果一般以黏度-溫度關係曲線、黏度-壓力關係曲線、黏度-時間關係曲線等數據曲線展示,並可以得到詳細的數據點數值。