ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория подвижности и застывания масел из "Депарафинизация нефтяных продуктов" Схема перемещения двух слоев жидкости относительно друг друга. [c.6] Жидкости, подчиняющиеся уравнению Ньютона, именуются ньютоновскими жидкостями в отличие от структурных жидкостей, которые будут рассмотрены ниже. [c.7] Данный вывод является совершенно точным и правильным только теоретически. Практически же нельзя ни в какой мере считать подвижным весьма высоковязкое вещество, способное смещаться нод действием больших усилий лишь па ничтожную величину. [c.7] Температура застывания нефтяных масел не является физической константой в строгом смысле этого слова, как, например, температура плавления кристаллических тел. Но тем не менее, несмотря на условность, величина температуры застывания масла при достаточно строгом регламентировании условий, ее определяющих, характеризует то или иное масло совершенно однозначно и воспроизводимо, вследствие чего в прикладном смысле данный показатель качества масла является по значимости практически равноценным физическим константам жидкостей. [c.8] Уравнению (1. I) подчиняются только совершенно однородные (гомогенные) жидкости, не содержащие дисперсной фазы (взвеси) ни в коллоидном, ни в макродиснерсном состоянии. При наличии в жидкости дисперсной фазы уравнение Ньютона оказывается неприменимым. Это обусловливается тем, что частицы дисперсной фазы вызывают дополнительное сопротивление перемещению слоев жидкости друг относительно друга, причем соотношение между величиной этого дополнительного сопротивления и величиной ос-пЬвного сопротивления, обусловливаемого истинной вязкостью самой жидкой фазы данной дисперсной системы, изменяется в зависимости от скорости относительного смещения слоев жидкости или от величины действующего на жидкость усилия. При этом при уменьшении усилия относительная значимость дополнительного сопротивления, обусловленного присутствием дисперсной фазы, возрастает. [c.8] Вследствие этого присутствие в жидкости дисперсной фазы внешне выражается в том, что объемная скорость истечения такой жидкости (расход), например, в капиллярном канале при ламинарном режиме потока перестает быть пропорциональной действующему перепаду давления, в результате чего создается эффект зависимости вязкости такой жидкости, точнее кажущейся ее вязкости, от величины действующего на жидкость усилия или величины перепада давления. [c.8] Данное явление получило название аномалии вязкости, а сама вязкость дисперсных систем именуется кажущейся вязкостью , псевдовязкостью , структурной вязкостью и т. д. [7]. [c.8] При повышении концентрации дисперсной фазы может наступить момент, когда между частицами дисперсной фазы возникнет связь, достаточно прочная, чтобы противостоять приложенному к жидкости усилию, в этом случае данное усилие уже не сможет вызывать относительного перемещения частиц жидкости, т. е. жидкость потеряет подвижность, и только приложение более значительных усилий может вновь придать ей подвижность. [c.8] Уравнение Бингама отличается от уравнения Ньютона только величиной б, учитывающей усилие, необходимое для преодоления сопротивления сдвигу структурной жидкости и придания ей подвижности. [c.9] Уравнение Бингама относится к идеальному случаю, при кото--ром дисперсная система после преодоления сопротивления сдвига, т. е. после разрушения структуры, сразу же начинает вести себя как ньютоновская жидкость, и при этом вязкость ее становится независимой от движущего усилия. В действительности лишь очень немногие дисперсные системы приближаются к этому идеальному случаю. В большинстве же реальных дисперсных систем практически независимость вязкости от ириложенного к жидкости усилия наступает лишь при применении больших усилий, а нри меньших усилиях наблюдается только аномалия вязкости. Для некоторых других дисперсных систем, например для систем с высокой истинной вязкостью жидкой среды и при относительно небольшой концентрации дисперсной фазы, можно наблюдать только аномалию вязкости, но нри отсутствии нредель--ного напряжения сдвига (т. е. ири 6 = 0). Иными словами, эти дисперсные системы, характеризующиеся аномалией вязкости,, способны проявлять подвижность при самых малых усилиях. [c.9] В качестве частного случая уравнения (3.1) могут быть указаны, например, уравнение Эйзеншитца [8] или уравнепие Филин-пова [9] и др. [c.10] При изменениях температуры подвижность структурных жидкостей изменяется в том же направлении, как и ньютоновских, а именно снижается при понижении температуры, поскольку при охлаждении повышается вязкость жидкой среды, а для нефтяных жидкостей, в частности нефтяных масел, увеличивается также и выделение дисперсной фазы в виде парафина и возрастает связь между ее частицами, что в конечном итоге нри определенной температуре приводит к потере подвижности. [c.10] Следовательно, для нефтяных масел при охлаждении можно наблюдать две формы потери подвижности или застывания первая форма — вязкостное застывание, когда масло теряет (условно) свою подвижность вследствие возрастания вязкости вторая форма — структурное застывание, при котором масло становится неподвижным вследствие повышения концентрации образующейся в нем дисперсной фазы и усиления связи между ее частицами. [c.11] Возможны, разумеется, и смешанные формы застывания, но они самостоятельного рассмотрения здесь не требуют. [c.11] При разных формах застывания масел необходимо применять различные меры для понижения температуры застывания. Нанример, при структурном застывании для понижения температуры застывания масла должно быть снижено содержание в нем парафинов, образующих при охлаждении дисперсную фазу, или должны быть введены нрисадки-депрессаторы, уменьшающие связь между частицами дисперсной фазы. При вязкостном же застывании указанные выше средства являются недейственными, и для снижения температуры вязкостного застывания масла необходимо принимать меры для уменьшения его вязкости при низких тещ1ератхрах. Об этом более подробно сказано ниже. [c.11] Как уже отмечалось, вязкостное застывание является понятием условным. Не в меньшей мере условным является и структурное застывание. Здесь имеются две причины условности. [c.11] Первая причина условности заключается в том, что предельное напряжение сдвига, которое может быть использовано в качестве объективного критерия оценки потери подвижности структурных масел, не является однозначным понятием, а имеет разные значения при разных температурах масла. Поэтому приходится обусловливать величину предельного напряжения сдвига, при которой масло следует считать застывшим. [c.11] Второй причиной условности структурного застывания масла является зависимость самой величины прёдёльногб напряжения сдвига при данной температуре от многих внешних факторов, в частности от условий подготовки образца -масла к испытанию, от техники и способа испытания и дрХ Большую роль играет скорость охлаждения масла, условия приложения к нему смещающих усилий нри испытании и т. д. И только при строгом и разностороннем регламентировании условий онределения предельного напряжения сдвига масла или температуры его структурного застывания данный показатель качества может получить однозначное и воспроизводимое числовое значение. [c.11] Для определения температуры потери подвижности нефтяных масел как вязкостной, так и структурной, имеется много весьма разнообразных способов и методов [10—12]. [c.12] Вернуться к основной статье