德博拉数De(Deborah number):是流变学中的一个无量纲量,用来描述材料在特定条件下的流动性,最早是由
以色列理工学院的教授马库斯·莱纳所提出。可以作为衡量流体粘弹性的参数之一。定义为在观察条件下,材料力学响应的弛豫时间和观察时间之间的比值。
这个无量纲数把固体和流体带进了一般化的概念中,借此可以判断某个力学条件下材料力学响应是固体的,还是流体的。驰豫时间表示一材料反应施力或形变时所需要的时间,观测时间尺度是指探索材料反应的实验(或电脑模拟)的时间尺度。德博拉数中整合了材料的弹性及粘滞度。若德博拉数越小,材料特性越接近流体,其运动越接近牛顿粘性流。若德博拉数越大,材料特性主要以弹性为主,德博拉数非常高时,材料特性接近固体。
水溶性高分子物在三次采油中的应用日益广泛,高分子溶液在孔隙介质中流变特性的研究已成为三采技术攻关的重要方面。该研究结果表明,高分子稀溶液在孔隙介质中流动时,在低剪切速率下表现为
假塑性流体,在高剪切速率下则表现出粘弹性流休的特性,油田化学工作者关心的是对于粘弹性的确认和发生该转变的临界条件。
式中θf为流体的松弛时间,θt为过程时间。De可通过实验测定,亦可用半经验公式计算求出。由实验测定第一法向应力差得出的De值准确可靠。但聚合物稀溶液休系的值太小,在一般
流变仪上测不出。用半经验公式计算De虽然简便,但往往由于误差大而应用范围有限。
该研究的主要工作是:一、对威森堡流变仪进行了改装,用改装的仪器实测了
聚丙烯酞胺稀溶液的第一法向应力差,求出了相应的德博拉数,同时得到了体系由假塑性流体转变为粘弹性流体的临界德博拉数De0;二、对以Zimm分子理论为基础推导出的计算德博拉数的半经验公式的准确性及适用范围进行了探讨。
(3)在本工作中测得部分水解
聚丙烯酸胺(样品P-11)稀水溶液的临界德博拉数De0=0.05。