Методы определения поверхностного натяжения

Основные методы измерения поверхностного натяжения. Подъем смачивающих жидкостей в капиллярах. Измерение максимального давления в газовом пузырьке (метод Ребиндера). Метод взвешивания капель (сталагмометрия). Метод отрыва кольца. Метод лежащей капли.

Рубрика Физика и энергетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 06.03.2017
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»

Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева

Кафедра РЭНГМ

РЕФЕРАТ

на тему:

Методы определения поверхностного натяжения

по дисциплине «Физика нефтяного и газового пласта»

Выполнил:

студент, гр. ОПБ-21.03.01-31

Мугалимов Н.О.

Проверил:

Борхович С.Ю.

Ижевск 2016

Понятие поверхностного натяжения впервые ввел Я. Сегнер (1752). В 1-й пол. 19 в. на основе представления о поверхностном натяжении была развита мат. теория капиллярных явлений (П. Лаплас, С. Пуассон, К. Гаусс, А.Ю. Давидов).

Поверхностным натяжением называется термодинамическая характеристика поверхности раздела фаз, определенная как работа обратимого изотермического образования единицы плошади этой поверхности. Для жидкости поверхностное натяжение рассматривается как сила, действующая на единицу длины контура поверхности и стремящаяся сократить поверхность до минимума при заданных объемах фаз.

Нефть - это нефтяная дисперсная система, состоящая из дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Поверхность частицы дисперсной фазы (например, ассоциат асфальтенов, глобула воды и т. п.) обладает некоторым избытком свободной поверхностной энергии Fs, пропорциональной площади поверхности раздела фаз S:

Величина у может рассматриваться не только как удельная поверхностная энергия, но и как сила, приложенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность, направленная вдоль этой поверхности перпендикулярно контуру и стремящаяся эту поверхность стянуть или уменьшить. Эта сила носит название поверхностного натяжения.

Коэффициент поверхностного натяжения а зависит от давления, температуры, газового фактора, свойств флюидов.

Если поверхностное натяжение между двумя жидкостями, газом и жидкостью можно измерить, то на поверхности раздела породы-жидкости и породы-газа измерить трудно. Поэтому для изучения поверхностных явлений на границе порода-жидкость-газ, пользуются косвенными методами: измерением работы адгезии и когезии, исследованием явлений смачиваемости и растекаемости, изучением теплоты смачивания.

Смачиванием называется совокупность явлений на границе соприкосновения трёх фаз, одна из которых обычно является твёрдым телом и две другие - не смешиваемые жидкости или жидкость и газ.

Капля жидкости может растекаться по поверхности, если поверхность хорошо смачивается, а если поверхность плохо смачивается, то капля растекаться не будет.

Интенсивность смачивания характеризуется величиной краевого угла смачивания И, образованного поверхностью твёрдого тела с касательной, проведённой к поверхности жидкости из точки её соприкосновения с поверхностью

(1)

(2)

Если , то 0 <cosИ <l, из чего следует, что угол И - острый (наступающий), а поверхность - гидрофильная.

Если , то -l<cosИ < 0, из чего следует, что угол И - тупой(отступающий), а поверхность - гидрофобная.

Поверхностные явления описываются также работой адгезии.

Адгезия- прилипание (сцепление поверхностей) разнородных тел.Когезия-явление сцепления поверхностей разнородных тел, обусловленной межмолекулярным или химическим взаимодействием.

Работа адгезии оценивается уравнением Дюпре:

(3)

Используя соотношения (1) и (3), мы получим уравнение Дюпре-Юнга:

(4)

Из соотношения следует, что при смачивании свободная энергия единицы поверхности твёрдого тела уменьшается на величину, которую принято называть натяжением смачивания.

Работа когезии Wk характеризует энергетические изменения поверхностей раздела при взаимодействии частиц одной фазы.

Из уравнения (4) следует, что на отрыв жидкости от поверхности твёрдого тела при полном смачивании (когда cosИ= 0) затрачивается работа, необходимая для образования двух жидких поверхностей -, т.е., где- поверхностное натяжение жидкости на границе с газом.

Это значит, что при полном смачивании жидкость не отрывается от поверхности твёрдого тела, а происходит разрыв самой жидкости, т.е. при полном смачивании

Подставив в уравнение Юнга значения работ адгезии и когезии, получим:

Из этого уравнения следует, что смачиваемость жидкостью твёрдого тела тем лучше, чем меньше работа когезии (и поверхностное натяжение жидкости на границе с газом).

Для характеристики смачивающих свойств жидкости используют также относительную работу адгезии z=Wa/Wk.

Ещё одна характеристика, используемая для описания поверхностных явлений - теплота смачивания. Теплота смачивания характеризует степень дисперсности твёрдого тела и природу его поверхности. Большее количество теплоты выделяется при смачивании той жидкостью, которая лучше смачивает твёрдую поверхность. Для пористых и порошкообразных тел теплота смачивания обычно имеет значение от 1 до 125 кДж/кг

Параметры влияющие на поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение существенно зависит от температуры и давления, а также от химического состава жидкости и соприкасающейся с ней фазы (газ или вода).

Рис.1

С повышением температуры поверхностное натяжение убывает и при критической температуре равно нулю. С увеличением давления поверхностное натяжение в системе газ - жидкость также снижается.

Поверхностное натяжение нефтепродуктов может быть найдено расчетным путем по уравнению:

или

Пересчет у от одной температуры T0 к другой T можно проводить по соотношению:

Значения поверхностного натяжения для некоторых веществ.

Вещества, добавка которых к жидкости уменьшает ее поверхностное натяжение, называют поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Поверхностное натяжение нефти и нефтепродуктов зависит от количества присутствующих в них поверхностно-активных компонентов (смолистых веществ, нафтеновых и других органических кислот и т. п.).

Нефтепродукты с малым содержанием поверхностно-активных компонентов имеют наибольшее значение поверхностного натяжения на границе с водой, с большим содержанием - наименьшее.

Хорошо очищенные нефтепродукты имеют высокое поверхностное натяжение на границе с водой.

Понижение поверхностного натяжения объясняется адсорбцией ПАВ на границе раздела фаз. С увеличением концентрации добавляемого ПАВ поверхностное натяжение жидкости сначала интенсивно снижается, а затем стабилизируется, что свидетельствует о полном насыщении поверхностного слоя молекулами ПАВ. Природными поверхностно-активными веществами, резко изменяющими поверхностное натяжение нефтей и нефтепродуктов, являются спирты, фенолы, смолы, асфальтены, различные органические кислоты. Такие вещества способны адсорбироваться на поверхности раздела и снижать поверхностное натяжение

С поверхностными силами на границе раздела твердой и жидкой фаз связаны явления смачивания и капиллярные явления, на которых основаны процессы миграции нефти в пластах, подъем керосина и масла по фитилям ламп и масленок и т. д.

Осн. методы измерения следующие:

1) подъем смачивающих жидкостей в капиллярах.

2) Измерение макс. давления в газовом пузырьке (метод Ребиндера)

3) Метод взвешивания капель (сталагмометрия)

4) Метод уравновешивания пластины (метод Вильгельми).

5) Метод отрыва кольца (метод Дю Нуи)

6) Метод сидящей капли

8) Метод вращающейся капли. [2] стр. 1-3

Поверхностное натяжение является определяющим фактором мн. технол. процессов: флотации, пропитки пористых материалов, нанесения покрытий, моющего действия, порошковой металлургии, пайки и др. Велика роль поверхностного натяжения в процессах, происходящих в невесомости.

1. Капиллярный метод. ?Метод основан на использовании соотношения

h = 2у/(сgR) = 2уcosи/(сgr),

Пусть жидкость полностью смачивает стенки капилляра. Мениск ее в этом случае имеет форму полусферы (рис. 1) радиусом, равным радиусу канала капилляра r.Тогда непосредственно под вогнутым мениском (в точке А) давление жидкости будет меньше атмосферного давления р0 на величину

Рис. 2

На глубине h, соответствующей уровню жидкости в широком сосуде (в точке В), к этому давлению прибавляется гидростатическое давление сgh, где с -- плотность жидкости. В широком сосуде на том же уровне, т. е. непосредственно под плоской поверхностью жидкости (в точке С), давление равно атмосферному давлению р0. Так как жидкость находится в равновесии, то давления на одном и том же уровне (в точках В и С) равны. Следовательно,

Отсюда

Высота поднятия жидкости в капилляре прямо пропорциональна поверхностному натяжению ее и обратно пропорциональна радиусу канала капилляра и плотности жидкости.

Глубина h, на которую опускается в капилляре несмачивающая жидкость, тоже вычисляется по формуле (2). Это утверждение вы можете проверить самостоятельно.

Формулой (2) можно воспользоваться для определения поверхностного натяжения а. Для этого необходимо по возможности точнее измерить высоту поднятия жидкости h и радиус канала трубки r. Зная плотность жидкости с, поверхностное натяжение а можно найти по формуле:

Это один из наиболее распространенных способов определения поверхностного натяжения.

где R = r/cosи, и ? краевой угол, радиус капилляра ? r, радиус кривизны мениска ? R. Для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости путем измерения высоты h поднятия ее уровня в капилляре известного радиуса r:

у = сghr/(2cosи).

Основной недостаток этого метода ? сложность определения величины краевого угла и. Поэтому использовать этот метод удобно только в тех случаях, когда смачивание близко к идеальному и cosи ? 1.

2. Метод Ребиндера (метод определения максимального давления в пузырьке). ?В исследуемую жидкость 1, находящуюся в сосуде (рис.3),

Рис.3

вертикально опускается капиллярная трубка 2, узкий конец которой диаметром не более 0, 5 мм касается мениска исследуемой жидкости. Другим концом эта трубка сообщается с атмосферным воздухом, поэтому внутри капилляра поддерживается атмосферное давление ро. ?Давление р над исследуемой жидкостью постепенно уменьшают с помощью водяного насоса. Разность давлений (ро ? р) стремиться выдуть пузырек воздуха из капилляра в жидкость, но этому противодействует добавочное давление

Др = 2у/r,

создаваемое силами поверхностного натяжения жидкости в образующемся пузырьке радиуса r и направленное к центру пузырька. ?Наконец, при некоторой разности давлений (ро ? р) из капиллярной трубки выдувается в жидкость воздушный пузырек. Разность давлений (ро ? р), максимальная в этот момент, измеряется U-образным манометром и равна сgh, где с ? плотность жидкости в манометре, h ? разность ее уровней. ?Таким образом, в момент выдувания пузырька имеет место равенство:

сgh = 2у/r.

Здесь неизвестен радиус r выдуваемого пузырька, измерить который крайне затруднительно. Поэтому прибегают к использованию эталонной жидкости, коэффициент поверхностного натяжения уo которой известен и близок к коэффициенту поверхностного натяжения у исследуемой жидкости. При этом полагают, что радиусы пузырьков, выдуваемых из одного и того же капилляра в обоих случаях будут одинаковы. ?Теперь вместо исследуемой жидкости в сосуд наливают эталонную жидкость и измеряют по манометру максимальную разность уровней ho, при которой пузырек воздуха выдувается в эталонной жидкости и выполняется равенство:

сgho = 2уo/r.

Разделив уравнение (1) на (2) и решив относительно у, получаем формулу для вычисления поверхностного натяжения исследуемой жидкости:

у = уoh/ho.

Рассмотренным методом можно определять поверхностное натяжение и на границе раздела двух не смешивающихся жидкостей. В этом случае узкий конец капиллярной трубки должен касаться поверхности раздела этих жидкостей, но при этом следует обязательно учитывать гидростатическое давление с1gН жидкости, расположенной сверху, толщина слоя которой равна Н, а плотность ? с1.

Сталагмометрический метод (метод счета капель). ?Как уже отмечалось, под действием поверхностного натяжения свободная поверхность капель жидкости стремится принять шарообразную форму, соответствующую наименьшей поверхностной энергии и наименьшей площади свободной поверхности. Их форма тем ближе к шаровой, чем меньше вес капель, поскольку для малых капель сила поверхностного натяжения превосходит силу тяжести. ?Форма и размер капель, отрывающихся от конца капиллярной трубки, зависят не только от силы поверхностного натяжения, но и от диаметра трубки и плотности вытекающей жидкости. При вытекании жидкости из капиллярной трубки размер капли постепенно растет. На рис.4

Рис.4

Показан процесс образования капли. ?Перед отрывом капли образуется шейка, диаметр d которой несколько меньше диаметра d1 капиллярной трубки. По окружности шейки капли действуют силы поверхностного натяжения, удерживающие каплю. По мере увеличения размера капли растет сила тяжести mg, стремящаяся оторвать ее. В момент отрыва капли она равна результирующей силе поверхностного натяжения

Fн = рdу: рdу = mg.

Отсюда следует, что, измеряя массу m одной капли и зная диаметр d шейки капли, можно вычислить коэффициент поверхностного натяжения:

у = mg/(рd).

Массу одной капли определяют взвешиванием на аналитических весах определенного отсчитанного количества капель (отсюда и название метода) и последующего вычисления средней массы одной капли [1]

Метод отрыва кольца. На поверхность исследуемой жидкости помещают кольцо или рамку на рис.5. Если жидкость смачивает кольцо, то силы поверхностного натяжения F1 и F2, действующие на его наружную и внутреннюю поверхности диаметрами D и d, направлены внутрь жидкости, как показано на рис.

Рис.5

и создают суммарную силу поверхностного натяжения, равную

Fп = ур(D + d).

Чтобы оторвать кольцо от поверхности жидкости, надо приложить направленную вверх силу F, которая скомпенсирует силу тяжести mg кольца и силу поверхностного натяжения Fп:

F = Fп + mg.

Измерив с помощью динамометра или весов силу F отрыва кольца и зная его массу и размеры, из соотношений (3) и (3) получают выражение для коэффициента поверхностного натяжения жидкости:

у = (F ? mg)/(р(D + d)).

Рис. 6

Метод пластины

В методе пластины Вильгельми пластина (известных размеров) взаимодействует с поверхностью жидкости на Рис.5 При этом жидкость смачивает пластину вдоль вертикального контура. Стандартная пластина остается своим нижним краем на нулевом уровне (на уровне поверхности жидкости) на протяжении всего измерения. В этом случае нет необходимости вводить поправку на силу веса жидкости под пластиной, как в методе кольца. Дополнительным преимуществом метода пластины является то, что не надо знать плотности жидкости, а также то, что не происходит перемешивания фаз (пластина только касается жидкости).

Несмотря на все эти преимущества, метод кольца дает более точные результаты (выше прикладываемые силы), кроме того имеется много справочных данных для разных жидкостей.

Поверхностное натяжение рассчитывается на основании измеряемой силы (F), длины смачиваемой поверхности (L) и краевого угла смачивания (). Стандартные пластины выполняются из материалов, которые очень хорошо смачиваются, т.е. = 0°.

Метод Вильгельми реализован во всех цифровых тензиометрах серии К Подходит для измерения поверх-ностного/ межфазного натяжения в диапазоне 5…100 мН/м.

Метод лежащей капли

жидкость капилляр давление сталагмометрия

В методе лежащей капли жидкость с известным поверхностным натяжением помещается на твердую поверхность с помощью шприца. Диаметр капли должен быть от 2 до 5 мм; это гарантирует, что краевой угол не будет зависеть от диаметра. В случае очень малых капелек будет велико влияние поверхностного натяжения самой жидкости (будут формироваться сферические капли), а в случае больших капель начинают доминировать силы гравитации.

В методе лежащей капли измеряется угол между твердой поверхностью и жидкостью в точке контакта трех фаз. Соотношение сил межфазного и поверхностного натяжения в точке контакта трех фаз может описываться уравнением Юнга, на базе которого можно определить краевой угол:

Рис.7

Частным случаем является метод "плененного пузырька": краевой угол измеряется под поверхностью в жидкости.

Рис.8

Изначально измерения проводились с помощью гониометра (ручного прибора для измерения контактного угла) или микроскопа. Современные технологии позволяют записать изображение капли и получить все необходимые данные с помощью программ.[4]

Статический краевой угол

При статическом методе размер капли не меняется в течение всего измерения, но это не означает, что угол контакта всегда остается постоянным. Наоборот, воздействие внешних факторов может привести к изменению угла контакта со временем. Из-за седиментации, испарения и аналогичных химических или физических взаимодействий краевой угол будет самопроизвольно изменяться со временем.

С одной стороны, статический краевой угол не может абсолютно оценить свободную энергию твердой поверхности, а с другой, он позволяет охарактеризовать временную зависимость таких процессов как высыхание чернил, нанесение клея, абсорбцию и адсорбцию жидкостей на бумаге.

Изменение свойств во времени (растекание капли) зачастую мешают исследованиям. В качестве источника ошибки также может выступить пятнышко, царапина на образце, любая неоднородная поверхность будет иметь отрицательный эффект в точности измерения, что может быть сведено к минимуму в динамических методах.

Динамический краевой угол

При измерении динамического контактного угла игла шприца остается в капле, и ее объем изменяется с постоянной скоростью. Динамический угол контакта описывает процессы на границе твердое тело/жидкость во время увеличения объема капли (натекающий угол) или при уменьшении капли (оттекающий угол), т.е. во время смачивания и осушения. Граница не образуется мгновенно, для достижения динамического равновесия требуется время. Из практики рекомендуется устанавливать поток жидкости 5 - 15 мл/мин, более высокая скорость потока будет только имитировать динамические методы. Для высоковязких жидкостей (например, глицерина), скорость формирования капли будет иметь другие пределы.

Рис.9

Натекающий угол. Во время измерения натекающего угла игла шприца остается в капле на протяжении всего опыта. Сначала на поверхности образуется капелька диаметром 3-5 мм (при диаметре иглы 0, 5 мм, которая используется фирмой KRUSS), а потом она расплывается по поверхности. В начальный момент угол контакта не зависит от размера капли, т.к. сильны силы сцепления с иглой. При определенном размере капли угол контакта становится постоянным, и именно в этот момент надо проводить измерения. Этот тип измерения имеет наибольшую воспроизводимость. Натекающие углы обычно измеряют для определения свободной энергии поверхности.

Рис.10

Оттекающий угол. Во время измерения оттекающего угла размер капли уменьшается, т.к. поверхность осушается: большая капля (приблизительно 6 мм в диаметре) помещается на поверхность и затем медленно уменьшается за счет всасывания через иглу. По разнице между натекающим углом и оттекающим углом можно сделать заключение о неровностях поверхности или ее химической неоднородности. Оттекающий угол НЕ подходит для расчета СЭП.

Методы оценки формы лежащей капли

Метод Юнга-Лапласа. Наиболее трудоемкий, но и наиболее точный метод расчета краевого угла. В этом методе при построении контура капли учитываются поправки на то, что не только межфазные взаимодействия разрушают форму капли, но и собственный вес жидкости. Эта модель предполагает, что форма капли симметрична, поэтому она не может использоваться для динамических краевых углов. Для натекающей капли краевой угол также может быть определен только до 30°.

Метод длины-ширины. В этом методе оценивается длина растекания капли и ее высота. Контур, являющийся частью окружности, вписывают в прямоугольник и рассчитывают краевой угол из соотношения ширины и высоты. Данный метод более точен для мелких капель, формы которых ближе к сфере. Не подходит для динамического краевого угла, т.к. игла остается в капле и нельзя точно определить высоту капли.

Метод круга. В этом методе капля представляется как часть круга, как и в методе длины-ширины, однако краевой угол рассчитывается не с помощью прямоугольника, а с помощью сегмента окружности. Но в отличии от метода длины-ширины игла, оставшаяся в капле, меньше влияет на результаты измерения.

Тангенциальный метод 1. Полный контур лежащей капли подгоняется к уравнению конического сегмента. Производная этого уравнения в точке пересечения контура и базовой линии дает угол наклона в точке контакта, т.е. краевой угол. Этот метод может использоваться с динамическими методами оценки в том случае, если капля не сильно разрушается иглой.

Тангенциальный метод 2. Часть контура лежащей капли, расположенной рядом с базовой линией, адаптирована к функции полинома типа

y=a + bx + cx0, 5 + d/lnx + e/x2

Эта функция получилась в результате многочисленных математических моделирований. Метод считается точным, но чувствительным к загрязнениям и посторонним веществам в жидкости. Подходит для определения динамических краевых углов, но он требует четкого построения изображений, особенно в точке контакта фаз.

Метод лежащей капли (sessile drop) реализован в приборах для измерения краевого угла DSA, которые широко используются в лабораториях для изучения свойств поверхностей. Данные приборы также позволяют измерить поверхностное и межфазное натяжение жидкостей методом висящей капли.

Метод вращающейся капли

Для очень малого межфазного натяжения методы кольца и пластины не подходят, т.к. силы взаимодействия очень малы, а сама поверхность очень нестабильна. Поэтому межфазную поверхность разрушают до такой степени, чтобы можно было легко определить результирующие силы. Для метода вращающейся капли против сил поверхностного натяжения используют центробежные силы.

Капля легкой фазы (обычно, масло) вводится с помощью капилляра в толщу тяжелой фазы. Капилляр вращается вдоль своей оси с определенной частотой. При частоте 0 Гц капля будет иметь форму шара. При увеличении частоты молекулы межфазного слоя будут подвергаться воздействию центробежных сил, направленных перпендикулярно оси вращения капилляра. Силы межфазного натяжения равны (но точки приложения отличаются) центробежной силе, а молекулы в межфазном слое двигаются по определенной траектории с радиусом r. Благодаря этому факту капля вытягивается вдоль оси вращения до достижения равновесия.[3]

Рис.11

Зная разницу между плотностью тяжелой фазы () и плотностью легкой фазы (), радиус вращения капли (r), частоту вращения () можно определить межфазное натяжение (k - постоянная прибора, зависящая от приближения оптики).

Метод вращающейся капли используется в тензиометре SITE100. Диапазон измерения межфазного натяжения с помощью метода вращающейся капли: 10-6 … 50 /100 мН/м.

Метод максимального давления в пузырьке

При увеличении количества газа, проходящего через капилляр, возраст поверхности снижается, а, следовательно, снижается время, необходимое молекулам для диффузии или адсорбции на межфазной поверхности. Это приводит к неполному покрытию вновь образованной поверхности активными молекулами, в результате поверхностное натяжение увеличивается.

Продолжительное наблюдение за каждым пузырьком (за временем и давлением) позволяет построить кривую зависимости поверхностного натяжения от возраста поверхности.

Рис.12

Согласно уравнению Лапласа давление внутри газового пузырька увеличивается при уменьшении его диаметра. При формировании газового пузырька на кончике капилляра, опущенного в жидкость, форма пузырька меняется в зависимости от приложенного давления.

Давление достигает максимума (Рmax), когда пузырек принимает форму сферы. Это максимальное давление прямо пропорционально поверхностному натяжению жидкости (P0 - гидростатическое давление в капилляре за счет погружения, r - радиус сферы = радиус капилляра).

С помощью метода максимального давления в пузырьке можно измерять поверхностное натяжение до 100 мН/м. Диапазон возраста поверхности, измеряемого с помощью современных тензиометров серии ВР, от 5 мсек до 50 сек.

Области применения метода максимального давления в пузырьке:

Исследование ПАВ

Оптимизация процессов распыления

Изучение моющих и чистящих средств

Оптимизация краски и окрашивания

Проверка концентрации ПАВ в гальванических ваннах

Метод объёма капли

Этот метод применяет для измерения динамического межфазного натяжения. Капля формируется на кончике капилляра. Если капля является более легкой жидкостью, чем окружающая среда, то она будет всплывать. Перед тем как капля оторвется от кончика капилляра, наступит равновесие между силами плавучести, направленными вверх, и силами сцепления, которые удерживают каплю на кончике капилляра за счет поверхностного натяжения.

Если плотность капли больше, чем плотность окружающей среды, то имеет место отрицательная плавучесть (силы направлены вниз).

Зная объём капли в момент отрыва (Vкапля), который задается системой дозирования тензиометра, плотность тяжёлой фазы () и лёгкой фазы (), а также диаметр капилляра, можно рассчитать динамическое межфазное натяжение ( - гравитационная постоянная).

Изменяя скорость дозирования жидкости, можно получить кривую зависимости межфазного натяжения от возраста поверхности. Диапазон измерения времени образования поверхности по данному методу зависит, в основном, от вязкости дозируемой жидкости и варьируется от одной секунды до нескольких часов.

Метод объёма капли - улучшенный метод сталогмометра, реализован в тензиометре DVT50. Диапазон измеряемого межфазного натяжения от 0, 1 до 55 мН/м.[5]

Применение знаний о межфазовом натяжении на практике

Анализ результатов промысловых испытаний новых способов увеличения нефтеотдачи заводненных пластов показывает, что для залежей, находящихся на поздней стадии разработки, наиболее перспективными являются физико-химические, гидродинамические, волновые и микробиологические методы воздействия на пласт.

Применение указанных методов воздействия на обводненные пласты может привести к повышению коэффициента вытеснения нефти из пористой среды или к увеличению коэффициента охвата воздействием закачиваемой водой, или одновременному увеличению как коэффициента вытеснения, так и охвата воздействием.

Таким образом, МУН пластов на поздней стадии заводнения залежей можно разделить на три группы: - методы, направленные на увеличение коэффициента вытеснения нефти из пористой среды путем улучшения нефтеотмывающих свойств закачиваемой воды; - методы, направленные на повышение охвата залежи воздействием воды; - методы комплексного воздействия на залежь, позволяющие одновременно увеличить как коэффициент вытеснения нефти, так и охват пласта воздействием. Методы увеличения коэффициента вытеснения нефти с использованием различных химических продуктов применяются на начальных стадиях разработки месторождений.

Основное внимание уделяется увеличению коэффициента вытеснения с применением ПАВ, щелочей, кислот и растворителей. В данном направлении достигнуты определенные успехи. При использовании второй группы методов, основанных на повышении фильтрационного сопротивления обводненных зон нефтеводонасыщенного коллектора, применяют полимеры, полимеры со сшивателями, полимердисперсные системы (ПДС), коллоидно-дисперсионные системы (КДС), волокнисто-дисперсные системы (ВДС) и другие осадко-гелеобразующие композиции. Эти методы наиболее широко начали применяться на поздней стадии разработки месторождений, что связано со снижением эффективности гидродинамических и ряда физико-химических методов на основе ПАВ, кислот и щелочей.

Список литературы

1. ГОСТ Р 50097-92 (ИСО 9101-87) Вещества поверхностно-активные. Определение межфазного натяжения. Метод объема

2. Ребиндер П. А., Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия M., 1978 с.40-45

3. Хайдаров Г.Г., Хайдаров А.Г., Машек А. Ч. Физическая природа поверхностного натяжения жидкости // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 4 (Физика, химия). 2011. Выпуск 1. с.3-8

4. Система взглядов на физическую природу поверхностного натяжения - ru.wikibooks.org/wiki/поверхностное_натяжение

5. Остроумов С.А., Лазарева Е.В. Поверхностное натяжение водных растворов додецилсульфата натрия в присутствии водных растений - Вода: технология и экология. 2008 № 3 с. 57-60

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Сила поверхностного натяжения, это сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности. Действие сил поверхностного натяжения. Метод проволочной рамки. Роль и проявления поверхностного натяжения в жизни.

    реферат [572,8 K], добавлен 23.04.2009

  • Изучение явления поверхностного натяжения и методика его определения. Особенности определения коэффициента поверхностного натяжения с помощью торсионных весов. Расчет коэффициента поверхностного натяжения воды и влияние примесей на его показатель.

    презентация [1,5 M], добавлен 01.04.2016

  • Сущность и характерные особенности поверхностного натяжения жидкости. Теоретическое обоснование различных методов измерения коэффициента поверхностного натяжения по методу отрыва капель. Описание устройства, принцип действия и назначение сталагмометра.

    реферат [177,1 K], добавлен 06.03.2010

  • Исследование зависимости поверхностного натяжения жидкости от температуры, природы граничащей среды и растворенных в жидкости примесей. Повышение давления газов над жидкими углеводородами и топливом. Расчет поверхностного натяжения системы "жидкость-пар".

    реферат [17,6 K], добавлен 31.03.2015

  • Определение вязкости биологических жидкостей. Метод Стокса (метод падающего шарика). Капиллярные методы, основанные на применении формулы Пуазейля. Основные достоинства ротационных методов. Условия перехода ламинарного течения жидкости в турбулентное.

    презентация [571,8 K], добавлен 06.04.2015

  • Магнитоэлектрические измерительные механизмы. Метод косвенного измерения активного сопротивления до 1 Ом и оценка систематической, случайной, составляющей и общей погрешности измерения. Средства измерения неэлектрической физической величины (давления).

    курсовая работа [407,8 K], добавлен 29.01.2013

  • Метод диодного детектора (датчика). Эффект изменения проводимости полупроводника в сверхвысокочастотном электромагнитном поле, эквивалентная схема диода. Метод с использованием газоразрядного датчика. Структурная схема измерителя импульсной мощности.

    реферат [608,6 K], добавлен 10.12.2013

  • Исследование структурных свойств воды при быстром переохлаждении. Разработка алгоритмов моделирования молекулярной динамики воды на основе модельного mW-потенциала. Расчет температурной зависимости поверхностного натяжения капель воды водяного пара.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 09.06.2013

  • Кинетика горения. Влияние влажности на горение капли углеводородных топлив. Критическое условие воспламенения капли и его зависимость. Метод Зельдовича. Гистерезис горения. Срыв пламени. Горение в потоке воздуха. Естественная и вынужденная конвекция.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 28.03.2008

  • Предпосылки и история развития процесса открытия электрона. Опыты Томсона и Резерфорда и методы открытия электрона. Метод Милликена: описание установки, вычисление элементарного заряда. Метод визуализации Комптона. Научное значение открытия электрона.

    реферат [362,3 K], добавлен 21.05.2008

  • Физические свойства воды, температура ее кипения, таяние льда. Занимательные опыты с водой, познавательные и интересные факты. Измерение коэффициента поверхностного натяжения воды, удельной теплоты плавления льда, температуры воды при наличии примесей.

    творческая работа [466,5 K], добавлен 12.11.2013

  • Метод конечных элементов (МКЭ) — численный метод решения задач прикладной физики. История возникновения и развития метода, области его применения. Метод взвешенных невязок. Общий алгоритм статического расчета МКЭ. Решение задач методом конечных элементов.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 31.05.2012

  • Метод контурных токов позволяет уменьшить количество уравнений системы. Метод узловых потенциалов. Положительное направление всех узловых напряжений принято считать к опорному узлу. Определить токи в ветвях.

    реферат [105,0 K], добавлен 07.04.2007

  • Как создаются квантовые структуры. Квантовые ямы, точки и нити. Метод молекулярно-лучевой эпитаксии. Мосгидридная газофазная эпитаксия. Метод коллоидного синтеза. Энергетические зоны на границе двух полупроводников. Методы изготовления квантовых нитей.

    курсовая работа [203,3 K], добавлен 01.01.2014

  • Понятие и свойства поверхностного натяжения. Зависимость энергетических параметров поверхности от температуры. Адсорбция. Поверхностная активность. Поверхностно-активные и инактивные вещества. Мономолекулярная адсорбция. Изотерма адсорбции Ленгмюра.

    презентация [313,0 K], добавлен 30.11.2015

  • Роль и значение измерений в науке и технике. Перспективы развития электроизмерительной техники. Структурная схема электронно-лучевого осциллографа, назначение основных его узлов. Метод петли из жил кабеля (метод Муррея). Номинальная постоянная счетчика.

    контрольная работа [50,4 K], добавлен 05.11.2010

  • Понятие измерения в теплотехнике. Числовое значение измеряемой величины. Прямые и косвенные измерения, их методы и средства. Виды погрешностей измерений. Принцип действия стеклянных жидкостных термометров. Измерение уровня жидкостей, типы уровнемеров.

    курс лекций [1,1 M], добавлен 18.04.2013

  • Расчет резистивной цепи методом наложения. Система уравнений по методу законов Кирхгофа. Метод эквивалентного генератора. Матрично-топологический метод, применение. Классический, оперативный метод расчета. Графики характера тока, его изменение во времени.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 10.06.2012

  • Особенности применения метода эквивалентных синусоид для приближенного расчета режима в нелинейных цепях. Метод эквивалентного генератора для цепей с одним нелинейным элементом. Метод итераций для расчета сложных схем с применением вычислительной техники.

    презентация [273,5 K], добавлен 28.10.2013

  • Пример использования ЯМР в качестве аналитического метода, принцип его применения. Идентификация известных и неизвестных веществ, характеристика внешнего и внутреннего стандарта. Мультиплетная структура линий, методика ЯМР для определения концентраций.

    реферат [1,4 M], добавлен 27.08.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.