水煤浆表观粘度测定方法的研究.docx

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水煤浆表观粘度测定方法的研究

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摘要：煤气化是以水煤浆和氧气为原料，无催化剂加压合成原料气的化学反应。水煤浆的性能在气化装置中占有重要地位，直接关系到整个装置的安全运行。它关系到机组的运行稳定性和能耗。在工厂生产中，水煤浆在生产的每个阶段都有不同的流动条件，如储存或泵送。煤泥的表观粘度必须不同。与普通牛顿流体不同，煤浆是一种非牛顿准塑性流体。粘度可分为结构粘度和牛顿粘度，其总粘度称为表观粘度。水煤浆表观粘度的测定可以为水煤浆的工业化生产提供理论依据和实践指导。研究了水煤浆的剪切速率和剪切时间，总结了测定水煤浆表观粘度的最佳方法。

关键词：水煤浆；表观粘度；测定方法；

作为一种非牛顿流体，水煤浆的表面粘度是燃烧存储、运输、泵送和雾化过程中的一个重要因素。因此，制定表面粘度标准可以为工业生产、运输、储存和运输以及煤泥燃烧的应用提供理论基础和实际指导。

一、测定的内容

1.推荐的三种方法都是利用n-Ds流变曲线和剪切速率为100s-1时的表观粘度来表征水煤浆的流变性能。由于仪器和时间的限制，暂时无法提出更成熟的流变曲线评价方法。因此，本标准仅规定了剪切速率为100s-1时水煤浆的粘度测量方法。100s-1的剪切速率是在综合这三个因素的基础上，考虑燃烧工艺要求提出的。对于前者，希望在广泛征求水煤浆厂家和水煤浆用户意见并在未来进行相关测试的基础上，对标准进行修订。

仪器条件的描述。本标准规定用旋转粘度计测量水煤浆的表观粘度。测量样品时，两个圆柱体之间的距离和接触面面积直接决定了圆柱体上的粘性扭矩，从而决定了测量的表观粘度值。因此，需要规定仪器的内筒和外筒，以保证测量结果的可比性。根据仪器规定和技术指标，以标准油测量值与标准值的相对误差为测量误差，测量精度设定为2‰，测量误差设定为2.5%。这些规定完全可以满足社会对水煤浆粘度测定的准确性和准确性的要求。

3.测量温度。液体的粘度主要是由分子间的吸引力引起的。随着温度的升高，吸引力降低，粘度也降低。作为悬浮液体，温度和粘度之间的关系也遵循这种关系。结果表明，四种水煤浆在20。C和25。C四种水煤浆在20℃下进行了表观粘度的测试20。C和25。C.不同剪切速率下的表观粘度测量可以知道水煤浆在通常要求的温度下表观粘度的变化。随着温度的升高，水煤浆的表观粘度降低。用于仪器校准和校准的标准油为20。C校准时，为了保持一致，本标准规定试验温度为20℃。

二、仪器的标定

1.标准油的选择。应选择一组4种经认证的标准物质，其动态粘度值约为300~2500兆帕·秒，并由测量单位校准。

2.标准油测定前的恒温时间。表1给出了20℃时的四种标准油恒温45min和90min后的粘度测量值(每个测量值为4次读数的平均值)及其与标准值的相对误差，如表1结果所示，随着恒温时间延长，测量值与标准值的相对误差逐渐减小。

表1标准油测定前的恒温时间试验

因此，为了保证测试的准确性，在用标准油校准仪器之前，恒温时间不得少于90分钟。

3.校准曲线的建立。为了校正仪器条件和试验条件对表观粘度的影响，本标准采用标准曲线法校准测量值，即将测量值校准为粘度标准物质的标准值。一般以测量值为横坐标，标准值为纵坐标。在每次测试中，根据测量值，从校准图中检查校正值，并将其报告为最终粘度测试结果。

三、温度恒定时间

1.试验温度规定为20℃，这可能不同于环境温度和样品温度。因此，在测试前，水煤浆样品应在恒温器中保持一定时间，使样品在测量前达到规定的测试温度。否则，试验期间的实际温度可能会偏离规定的试验温度(即设定的水(油)浴温度)，导致试验结果不稳定。为了考察水煤浆样品达到恒温需要多长时间，选取4种水煤浆，分别恒温2min、5min和10min，确定合适的恒温时间。在恒温2分钟、5分钟和10分钟后，在100s-1的剪切速率下，四种浆料的表观粘度值随测定时间而变化。随着测量时间的延长，表观粘度呈下降趋势，这主要是由于水煤浆在连续搅拌下变稀所致。静态恒温5min、静态恒温10min的粘度测量值基本一致，但静态恒温2min的粘度测量值与静态恒温5min、静态恒温10min的粘度测量值相差甚远。考虑到结果的稳定性和尽可能缩短测定时间，本标准规定试验前应有5min的静态恒温时间，使整个系统与水(油)浴温度保持一致。

搅拌。不同水煤浆的稳定性不同。作为悬浮液，在取样一段时间后，或多或少会有软或硬的沉淀物。这种不均匀性将直接影响测试结果。立即测量搅拌的水煤浆的粘度，并在静置1h后总结粘度测量结果(17对试验)。1h后，平均表观粘度差为100MPa·s，因此试验前需要搅拌均匀。

系统稳定性和读取开始时间的确定。在测量过程中，测量装置的内圆