朱 波, 赵文斌, 李明义, 袁益超, 于文汇, 李昌烽

(江苏大学 能源与动力工程学院, 江苏 镇江 212013)

0 引 言

黄原胶又称黄胶、汉生胶，呈白色或米黄色，是一种天然多糖和重要的生物高聚物，由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以碳水化合物为主要原料，经好氧发酵生物工程技术产生。从化学结构来看，黄原胶是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酸组成的“五糖重复单元”聚合而成的生物高分子聚合物，其相对分子量在2×106～5×107之间[1]。由于其相对分子量较大，分子链具有长直链，且主链上带有少量较大的侧链，这些结构特性使其成为一种很好的减阻剂[2]。此外，与大多数柔性合成聚合物相比，黄原胶在去离子水以及盐溶液中表现为更加剪切稳定的减阻剂[3-4]。

高分子减阻技术于1948年第一届国际流变学会议上由Toms首次报告，表明在氯苯中添加少量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，可大幅度降低流动阻力，该现象被称为“Toms效应”[5]。随后，该现象吸引了众多学者对高分子减阻技术进行广泛研究。在早期对黄原胶盐溶液减阻特性的实验研究中，Sohn等[6]利用转盘装置在去离子水以及盐溶液(NaCl溶液)中研究不同分子量的黄原胶的减阻特性以及抗剪切特性，发现其减阻特性在盐溶液中比在去离子水中更稳定。Wyatt等[7]采用预混式和拟均匀混合两种方法，在不同管径的管道(6.35mm管径的不锈钢管，管径12.7和25.4mm的铜管)中研究添加NaCl和不添加NaCl的黄原胶溶液的减阻特性，并从零剪切粘度对黄原胶溶液原液浓度依赖性方面确定了3个临界浓度，该实验侧重于原液浓度变化，且稀释后溶液的浓度为一定值。……