ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрические свойства эмульсий из "Обезвоживание и обессоливание нефтей" Реология — наука о деформациях и течениях материалов под действием внешних сил. Ее методы могут быть использованы для изучения структуры и свойств эмульсий. Слабо концентрированные эмульсин ведут себя подобно простым жидкостям. С увеличением концентрации эмульсии частицы дисперсной фазы начинают взаимодействовать друг с другом, флокулируют, могут образовывать пространственные структуры и агрегаты. Это приводит к изменению вязкоэластичных свойств эмульсий. Однако реологические свойства эмульсий определяются не только их концентрацией. В работе [2] приводятся следующие основные составляющие эмульсии и связанные с ними факторы, которые могут влиять на ее реологическое поведение. [c.12] Дисперсная фаза объемная доля, гидродинамическое взаимодействие между каплями, флокуляция вязкость, деформация капель при сдвиге распределение капель по размерам методика приготовления эмульсии, межфазное натяжение, поведение капель при сдвиге, взаимодействие с непрерывной фазой, взаимодействие капель химический состав. [c.12] Непрерывная фаза вязкость и другие реологические свойства химический состав, полярность, величина pH, потенциальная энергия взаимодействия между каплями концентрация электролита (если среда полярна). [c.12] Эмульгирующий агент химический состав, потенциальная энергия взаимодействия между каплями концентрация и растворимость сплошной и дисперсной фаз, тип эмульсии, инверсия эмульсии, солюбилизация жидких фаз в мицеллах толщина пленки, адсорбированной на каплях, и ее реологические свойства, деформация капель при сдвиге циркуляция жидкости внутри капель электровязкостный эффект. [c.12] Дополнительные стабилизирующие агенты пигменты, гидроколлоиды влияние на реологические свойства жидких фаз и межфазной пограничной области. [c.12] Поскольку влияние всех этих факторов не является аддитивным, т. е. эффект от суммарного их воздействия не равен сумме эффектов от каждого из них, изучение реологических свойств представляет большие трудности. [c.12] Довольно полный обзор моделей для вязкостных свойств эмульсий и суспензий имеется в книге Дж. Хаппеля и Г. Бреннера [101. [c.13] Во всех соотношениях, существующих для определения эффективной вязкости эмульсий, не учитывается распределение капель по размерам. Это обусловлено не отсутствием зависимости между указанными величинами, а трудностью получения не только теоретических, но и экспериментальных результатов [2]. [c.13] Помимо макрореологических эффектов, определяемых эффективной вязкостью эмульсий, качество подготовки нефтей существенно связано со скоростью осаждения диспергированных капель. Эта скорость зависит от концентрации эмульсии, распределения капель по размерам, свойств их поверхностных оболочек и др. Поскольку в водонефтяных эмульсиях капли всегда покрыты оболочкой из поверхностно-активных веществ, препятствующих циркуляции в них жидкости, при расчетах скорости осаждения эти капли можно рассматривать как жесткие сферы. Исключение составят только капли больших размеров. [c.13] При возрастании концентрации дисперсной фазы скорости осаждения эмульгированных частиц начинают уменьшаться за счет их гидродинамического взаимодействия друг с другом. Начинают реализоваться условия так называемого стесненного осаждения, закономерности которого для полидисперсных эмульсий еще недостаточно изучены. Имеющиеся результаты являются либо полуэмпирическими, либо получены для наиболее простых моделей осаждения, в которых используется предположение о монодисперсности оседающих частиц. Одна из первых работ по моделированию стесненного осаждения частиц была сделана Карманом. Он предложил модель для расчета скорости осаждения в высококонцентрированных дисперсных системах ( 1 0,2). Для систем с меньшей концентрацией (Ц7 0,2) Бринкманом [15] были получены результаты, хорошо согласующиеся с опытными данными. Заслуживает внимания также ячеечная модель [16], в которой система диспергированных частиц представлена в виде правильной структуры, а взаимное влияние частиц учитывается граничными условиями, заданными на поверхности эффективных жидких сфер, охватывающих каждую частицу. [c.14] В этой же работе Тэм получает поправку для учета полидисперсности эмульсии. Однако она получена не совсем корректно и можно показать [19], что для полидисперсных эмульсий с широким фракционным составом возможны большие погрешности. [c.14] Показатель степени р зависит от поверхностных свойств и формы оседаюш,их частиц, а также от дисперсности по оценке авторов он должен изменяться в пределах 4,5—6. Для сферических жестких частиц р=4,8. Соотношение, аналогичное (1.6), было получено в работе [19] на основе теоретических соображений. Зависимость vJv от W, рассчитанная по (1.6) при р=4,8, приведена на рис. 1.2. [c.15] Нефть является диэлектриком, проводимость которого в зависимости от индивидуальных свойств и примесей изменяется в пределах Ю —10 (Ом-м) [5]. Диэлектрическая проницаемость (ДП) нефти — более стабильная характеристика. Она изменяется в пределах 1,9—2,8. Электрическая проводимость и ДП эмульсий существенно зависят о концентрации дисперсной фазы и являются функциями частоты и напряженности внешнего электрического поля. Эти две основные электрические характеристики эмульсий довольно подробно изучались теоретически и экспериментально. Обзор общих результатов, полученных при их исследовании, можно найти в работе Ханаи [2], а результатов конкретных исследований водонефтяных эмульсий— в работах [21—26]. [c.15] Для сравнения расчетных результатов ДП по различным моделям на рис. 1.3 приведены зависимости е /е от рассчитанные по формулам (1.9), (1.11), (1-13) и (1.16). При вычислении (1.13) и (1.16) предполагалось, что е =2,5, а 8 =80. [c.17] На случай концентрированных эмульсий теория Винера была распространена в 1960 г. Т. Ханаи. Результаты, которые он получил, изложены в работе [2]. [c.19] В сильных электрических полях водонефтяную эмульсию уже нельзя рассматривать как однородную систему, состоящую из сферических проводящих частиц. Они начинают взаимодействовать друг с другом, коалесцировать, образовывать проводящие цепочки, которые могут вызывать кратковременное или длительное замыкание электродов. Физика этих процессов довольно сложна и пока не имеет удовлетворительного математического описания. Отдельные вопросы, связанные с влиянием флокулирования на ДП эмульсий, можно найти в работах И. Ю. Клугмана. [c.19] Вернуться к основной статье