Поверхностное натяжение и капиллярность

Общую систему параметров, от которых зависит сила сопротивления, действующая на частицу, движущуюся в потоке сплошной фазы, в случае капель и пузырей необходимо дополнить введением вязкости дисперсной фазы Дд, от которой зависит подвижность их поверхности. Кроме того, форма капель и пузырьков не является заданной, а формируется в процессе движения. Известно, что она определяется мгновенным балансом силы давления, действующей на поверхность деформируемой частицы со стороны окружающей жидкости и стремящейся сжать ее в направлении движения и силы поверхностного натяжения, препятствующей такому сжатию. Сила давления пропорциональна скоростному напору Рс /2, а сила поверхностного натяжения — капиллярному давлению 2о/с э, где а - поверхностное натяжение. Поэтому система определяющих параметров для силы сопротивления, действующей на капли и пузыри, должна иметь вид (1 ,, р , А<с, А<д, о. [c.39]

Рис. 3.19. Методы определения поверхностного натяжения - капиллярный (о), отрывом кольца (б) и по падению капли (в)

Межмолекулярные силы. Смачивание. Поверхностное натяжение. Капиллярные силы [c.15]

Для определения поверхностного натяжения нефтей и нефтепродуктов применяются метод отрыва кольца и капиллярный метод. Первый основан на измерении величины силы, необходимой для отрыва кольца от поверхности раздела двух фаз. Эта сила пропорциональна удвоенной длине окружности кольца. При капиллярном методе (рис. 43) измеряют высоту подъема жидкости в капиллярной трубке. Недостатком его является зависимость высоты подъема жидкости не только от величины поверхностного натяжения, но и от характера смачивания стенок капилляра исследуемой жидкостью. Более точным из разновидностей капиллярного метода является метод висячей капли, основанный на измерении веса капли жидкости, отрывающейся от капилляра. На результаты измерения влияют плотность жидкости и размеры капли и не влияет угол смачивания жидкостью твердой поверхности. Этот метод позволяет определять [c.92]

В случае одномерного течения несжимаемых несмешивающихся жидкостей в условиях, когда поверхностное натяжение между фазами невелико и можно пренебречь капиллярным давлением, а также влиянием силы тяжести, процесс вытеснения допускает простое математическое описание, впервые предложенное американскими исследователями С. Бакли и М. Левереттом (1942 г.). Это описание основано на введении понятия насыщенности, относительных фазовых проницаемостей и использовании обобщенного закона Дарси (см. гл. 1). Анализ одномерных течений позволяет выявить основные эффекты и характерные особенности совместной фильтрации двух жидкостей и сопоставить их с результатами лабораторных экспериментов. [c.228]

Суш,ествует и другое предположение, в силу которого нефть и.газ могут переместиться в пески и без наличия высоких давлений, а под действием капиллярных сил, возникаюш их вследствие разницы в величине поверхностного натяжения между водой и нефтью. В результате поверхностного натяжения вода и нефть вопреки силе тяжести проникают в отверстия и. поры капиллярных размеров (см. об этом выше), примером чего могут служить пропитывание водою губки и подъем керосина по фитилю в лампе. Опытами установлено, что величина поверхностного натяжения воды на границе с воздухом равняется приблизительно 75,6 динам на сантиметр при 0° С и 72,8 динам при 20° С. [c.187]

Рис. 20. Прибор для измерения поверхностного натяжения капиллярным методом.

При определении осмотического давления на всех осмометрах, кроме осмотических весов, мы находим следующие величины А] — высоту поднятия раствора в измерительном капилляре Но — высоту столба растворителя в измерительном капилляре, обусловленную поверхностным натяжением (капиллярное поднятие) она иногда называется поправочной высотой капилляра — высоту поднятия растворителя в капилляре сравнения (если нет капилляра сравнения, то измеряют высоту, на которую залит растворитель в цилиндре для растворителя) а ] — плотность раствора в г/см (плотность должна быть известна с точностью 0,005). Обычно плотность раствора очень близка к плотности растворителя. Поправочная высота капилляра для чистого растворителя может быть принята в расчет (без внесения других поправок), если поверхностное натяжение раствора и растворителя не отличается больше чем на 5%. В большинстве случаев это соответствует действительности. [c.209]

При выполнении определения следует учитывать, что поверхностное натяжение капиллярно-активного раствора не сразу становится постоянным, а падает постепенно. В некоторых случаях оно проходит через минимум . Могут также возникать затруднения из-за присутствия в растворе поверхностно-активных загрязнений, например, в различных физиологических жидкостях. Даже при лучших условиях методы, основанные на измерении капиллярности, очень длительны и сложны из-за отсутствия приборов, позволяющих быстро и легко измерять поверхностное натяжение раствора во время титрования. Поэтому вряд ли они получат [c.303]

Характерные особенности многофазной фильтрации связаны также с влиянием поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Граница двух соседних фаз в пористой среде разбивается на множество искривленных участков, радиус кривизны которых сопоставим с размером пор. Как отмечалось в гл. 1, на межфазной границе возникает капиллярный скачок давления р , определяемый по формуле Лапласа, [c.254]

Рис. 43. Прибор для определения поверхностного натяжения капиллярным методом

Если высокомолекулярный углеводород (в результате введения в состав его гидрофильной группы, придающей ему растворимость в воде) перевести в водный раствор, то в зависимости от величины мо екулы исходного углеводорода и характера гидрофильной группы раствор в большей или меньшей мере приобретает капиллярно-активные свойства. Это значит в таком растворе значительно снижается поверхностное натяжение воды, что внешне проявляется в сильном ценообразовании. [c.408]

Третье допущение справедливо в основном для крупнозернистых (кусковых) материалов, у которых влияние сил поверхностного натяжения (капиллярного давления) не столь значительно, как у мелкодисперсных. [c.30]

Под смачивающим действием понимают способность какого-нибудь растворимого в воде капиллярно-активного вещества ускорять проникновение в хлопчатобумажную ткань воды в результате снижения ее поверхностного натяжения. Эта способность характеризуется концентрацией смачивающего вещества в г/л воды, при которой специальный хлопчатобумажный лоскут диаметром примерно 30 мм тонет в растворе за 120 сек. Если такой хлопчатобумажный лоскут положить на поверхность дистиллированной воды, то часто приходится ждать часами пока он потонет. [c.410]

При достаточной длине углеродной цепи такие вещества капиллярно-активны, т. е. снижают поверхностное натяжение воды и обнаруживают смачивающую, моющую и эмульгирующую способности. [c.358]

Степень капиллярной активности зависит от многих факторов. Во-первых, решающую роль играет величина молекулы, определяемая длиной цепи углеводорода, и, во-вторых, состав самой гидрофильной группы и положение ее в молекуле углеводорода. Как правило, по способности вещества уменьшать поверхностное натяжение воды опреде- [c.408]

В обыкновенных или сверхкапиллярных трубках и промежутках, пронизывающих породу, вода и другие жидкости, например, нефть, движутся, подчиняясь силе тяжести по закону гидростатики. Размер таких трубок — более 0,5 мм в диаметре, а размер промежутков между плоскостями наслоения — в два раза меньше. Диаметр капиллярных трубок — от 0,5 до 0,0002 мм, а размер капиллярных промежутков между плоскостями наслоения колеблется между 0,254 до 0,0001 мм. В таких пустотах движение жидкостей уже не подчиняется законам гидростатики и происходит под действием особых сил, среди которых поверхностное натяжение жидкости играет главнейшую роль. Силы прилипания и сцепления, действующие между стенками трубок и пор и жидкостью, оказывают влияние на свободное продвижение ее по капиллярным отверстиям. [c.149]

При добавлении ПАВ в нагнетаемую воду даже в небольших количествах происходит изменение характеристик капиллярной системы. Уменьшаются силы поверхностного натяжения на границе раздела фаз, увеличивается коэффициент вытеснения. [c.302]

Сжигание керосина в обычной лампе связано с подъемом жидкости по фитилю под действием капиллярных сил. Скорость подачи жидкости зависит от поверхностного натяжения и вязкости. Величина поверхностного натяжения керосина при повышении температуры несколько уменьшается, но эти изменения слишком незначительны, чтобы играть заметную роль. [c.465]

Для экспериментального изучения зависимости поверхностного натяжения на границе жидкий металл — раствор от разности потенциалов используется капиллярный электрометр Гуи (рис. XX, 11), Этим прибором измеряется давление столба ртути I, необходимое для того, чтобы при данном скачке потенциала ртути (измеренном относительно вспомогательного электро ,а в) ртутный мениск находился на определенном расстоянии от конца конического капилляра а. Если капилляр полностью смачивается раствором, то высота / столба ртути пропорциональна поверхностному натяжению ртути относительно раствора. [c.541]

Субкапиллярные трубки и промежутки имеют еще меньшие размеры они соответственно менее 0,0002 и 0,0001 мм. Жидкости по отверстиям подобного рода циркулировать не могут, так как силы сцепления и прилипания, превращаясь уже из движущего фактора в противодействующий, становятся столь значительными, что сила гидростатического давления победить их не в состоянии. Поскольку поверхностное натяжение нефти в три раза меньше, чем поверхностное натяжение воды, зависящие от этого капиллярные силы воды (сцепление и прилипание) в три раза превосходят таковые у нефти. В силу этого, если нефть сопровождается водой, то нефть займет те части пласта, которые имеют более крупные поры, а вода, наоборот, проникнет в более мелкие поры. Если мелкие капиллярные или субкапиллярные поры раньше были заняты нефтью, то при последующем доступе воды последняя может вытеснить нефть из мелких пор и занять ее место. Например, если имеются два пласта (один — глинистый, в котором мельчайшие поры заняты нефтью, а другой — перекрывающий, или подстилающий первый, песчаный, содержащий воду), то считается возможным, что нефть будет вытеснена водою из глинистого пласта в песчаный. [c.149]

Антиклинальную теорию надо понимать как структурную теорию в том смысле, что 1) образование нефтяных залежей в земной коре приурочено к тем или иным тектоническим структурам, среди которых структуры антиклинального характера играют доминирующую роль, 2) в этих структурах вода, нефть и газ скопляются и распределяются под влиянием силы тяжести вследствие разницы в удельных весах и под влиянием капиллярных сил вследствие разницы в величинах поверхностного натяжения воды и нефти. [c.205]

Перед тем как промывочный чан с промытыми шариками открыть для разгрузки, его заполняют транспортной водой, содержащей поверхностно-активное вещество — соляровый или газойлевый нейтрализованные контакты. В процессе сушки стенки капилляров сырых шариков под действием капиллярного давления жидкости, находящейся в порах, испытывают сжатие. Это сжатие приводит к уменьшению диаметра пор и разрушению стенок капилляров. Применение нейтрализованных контактов понижает поверхностное натяжение интермицеллярной жидкости и ослабляет сжатие стенок капилляров, т. е. обеспечивает наименьшее растрескивание шариков в процессе сушки. Нейтрализованный контакт в количестве 6—6,5 мл/л прили- [c.62]

Электрокапиллярные явления отражают связь, существующую между поверхностным натяжением и разностью потенциалов на гран1ще двух фаз. Графически эта связь выражается в виде элек-трокапиллярных кривых (э. к. к.). Впервые электрокапиллярные явления были изучены на границе ртути и водных растворов электролитов Липпманом (1875), который использовал для этой цели сконструированный им капиллярный электрометр. В дальнейшем его исследования были продолжены Гуи (1910) и Фрумкиным (1919), а также Батлером, Крюгером, Грэмом, Парсонсом и др. [c.236]

По окончании кислотной обработки подкисленную воду в промывочном чане полностью заменяют 1%-ным раствором минерального контакта (135—140 капель по сталагмометру). Этим раствором шарики обрабатывают не менее 35—45 мин, а затем массу выгружают в емкость для обработки их вытеснителем — дизельным топливом. В процессе обработки вытеснителем при испарении воды из пор гидрогеля минеральный контакт понижает поверхностное натяжение и тем самым ослабляет сжатие стенок капиллярных пор, обеспечивая наименьшее растрескивание целых шариков в термических процессах обезвоживания. Основное внимание следует уделять наблюдению за концентрацией газойлевого контакта в растворе и предупреждению значительного разбавления раствора при выгрузке шариков из промывных чанов. Разбавление раствора снижает его эффективность, а применение высоких концентраций может вызвать повышенное растрескивание шариков силикагеля в процессе прокаливания. [c.123]

Для ламинарно-волнового течения, в свою очередь, различают два режима. При сравнительно малых расходах жидкости, когда значение Керл превышает 12, но не выше 100— 200, под действием силы тяжести преимущественно образуются сравнительно длинные гравитационные волны. Длина их уменьшается с возрастанием скорости стекания пленки. Вслед за этим первым ламинарно-волновым режимом (при больших значениях Ке л) наступает второй ламинарно-волновой режим. Для него характерно появление на поверхности пленки коротких капиллярных волн, или ряби , возникающей под действием сил поверхностного натяжения (капиллярных сил). С дальнейшим увеличением расхода жидкости и Кепл > —1600 (критическое значение Кепл. по данным различных исследователей, составляет от 1000 до 2500) волнообразование на поверхности приобретает все более хаотический характер, причем по толщине пленки все сильнее развивается поперечное перемешивание, типичное для турбулентного режима. Переход от второго ламинарно-волнового режима к турбулентному режиму течения тонких пленок менее резок, чем при движении жидкости в трубах. Что касается чисто ламинарного (безволнового) течения пленок, то оно может быть достигнуто при значениях Reпл, характерных для ламинарно-волнового режима, лишь путем добавления к жидкости поверхностно-активных веществ. [c.115]

Цветные рюакции выполняют на фильтровальной бумаге или в фарфоровых чашках, а осадочные — на часовых стеклах. Чувствительность реакций на фильтровальной бумаге можно повысить, используя такие физические явления, как поверхностное натяжение, капиллярность, адсорбхщя, диффузия. Так, за счет различия в скорости диффузии растворенных компонентов лекарственной смеси можно одновременно идентифицировать без разделения два и даже три лекарственных вещества. Они образуют с реактивом окрашенные кольца, отличающиеся по цвету и расположенные на различимом расстоянии от центра. Избирательность [c.247]

Согласно принципу Банкрофта вода и масло образуют два вида эмульсии гидрофильные и гидрофобные. Пер 1й вид эмульсий имеет воду в качестве внешней фазы, второй, наоборот, — масло. Гидрофильные эмульсии получаются в присутствии коллоидов, обладающих способностью образования коллоидальных растворов в вОде. В процессах нейтрализации нефтепродуктов такими коллоидами являютм мыла нафтеновых, и сульфокислот. Присутствие последних си№но понижает поверхностное натяжение на границе между маслом и водой. Вещества, понижающие поверхностное натяжение (капиллярно активные), положительно адсорбируются на поверхности, вследствие чего они будут накопляться на граййце раздела фаз. Результатом этого является то обстоятельство, что капельки масла обволакиваются пленкой мыла, которые не позволяют им соединяться друг с другом. Увеличение концентрации мыл (большое содержание в масле нафтеновых или сульфокислот, кислых эфиров и т. п.) ведет к большому обволакиванию масла пленками солей,—к образованию более устойчивой эмульсии. [c.58]

Так как диаметр зерен определяет величину пор, то он влияет и на рабочее давление в электродах. Средний диаметр пор можно определить, измерив капиллярное давление й = Ао1р ( — диаметр пор, о —коэффициент поверхностного натяжения, — капиллярное давление). [c.114]

В большинстве работ процесс пленкообразования из дисперсий рассматривается без учета их специфических особенностей как полимерных систем с определенным характером надмолекулярных структур в частицах дисперсии и распределением активных центров на их поверхности. Особое внимание обращается на выявление природы сил на границе раздела фаз, ответственных за слияние частиц дисперсий с образованием однофазной непрерывной пленки, с учетом подвижности входящих в состав частиц дисперсий макромолекул. В связи с этим в общем виде процесс пленкообразования из дисперсий полимеров трактуется как взаимодействие частиц дисперсий, сопровождающееся их деформированием и коалесцен-цией под действием сил различной природы поверхностного натяжения, капиллярных сил, диффузионно-осмотических явлений, проявления аутогезии, связанной с взаимным проникновением полимерных цепей на поверхности частиц дисперсий. Обычно каждая из этих сил в той или иной теории рассматривается как главный фактор, ответственный за коалесценцию частиц дисперсий. [c.194]

Величину начального сопротивления сдвигу в этой зависимости следует рассматривать не как реальное сопротивление, а как условный параметр, позволяющий выразить зависимость (8) в простой аналитической форме. Природа сил то изучена еще недостаточно. Согласно исследованиям С. В. Нерпина и др. [11] величина То, характеризующая силы сцепления между частицами, определяется совокупностью сил поверхностного натяжения, капиллярного стягивания, сопротивления отрыву частиц друг от друга, величины которых меняются с изменением влажности и порозности. [c.25]

Аппараты биологического перемещения в пространстве, реальные механизмы движения протоплазмы или амебоидного движения бесспорно специфичны и сложны, поскольку они возникли в результате сотен миллионов лет эволюции. Однако исходные для эволюции физические механизмы, вероятно, вполне соответствуют принципам, механизмам движения неспециализированных макромолекулярных комплексов. И сейчас, с высоты уже имеющихся знаний о специфичных и сложных аппаратах биологического перемещения в пространстве мы можем попытаться райти эти исходные принципы и посмотреть, куда должна привести биологические системы с такими исходными данными последующая эволюция. (В предложенной Л. X. Эйдусом [351] теории мышечного сокращения изменение поверхностного натяжения, капиллярных сил рассматриваются в качестве основного механизма). [c.170]

Основной их физической особенностью является наличие разных систем давлений (р) в различных фазах и соответствующего поверхностного натяжения — капиллярного давления, ) на границах раздела фаз, а свойства и поведение мигрантов решающим образом зависят от степени насьпценности среды (5,) по каждой фазе. Определяющими физическими соотношениями при этом являются [c.60]

Поверхностное натяжение жидкости определяют по методу Ребин-дера. Поверхностное натяжение изл еряют но наибольшему давлению газовых пузырьков. Для этого капиллярную трубку 2 (рис. 53) погружают вертикально в жидкость так, чтобы ее торец только касался поверхности жидкости. Если давление в трубке 2 больше, чем давле- [c.101]

По данным Г. Уошборна , поверхностное натяжение соленой воды некоторых нефтяных месторождений равно 79 дин1см, а пенсильванской сырой нефти уд. веса. 0,851—24 дин при 20° С, т. е. вода имеет почти в три раза большее поверхностное натяжение, чем нефть. Следовательно, и сила капиллярного притяжения воды будет в гри раза больше таковой у нефти. Вследствие этого вода гораздо легче проникает в наитончайшие поры, вытесняя оттуда и нефть и газ. Последний вытесняется без всякого сопротивления. В этом отношении весьма любопытными являются опыты Мак-Коя , помещавшего в стеклянную коробку напитанный водою слой песка В (фиг. 50), в котором находился прослой грубозернистого песка А. Над песком В был помещен слой, напитанный водою глины С, [c.187]

Опытами установлено, что капиллярное притяжение изменяется с увеличением температуры, а следовательно, и с глубиной. При геотермическом градиенте, равном 30 л на 1° С, приблизительно на глубине в 5 тыс. м сила капиллярного притяжения уменьшится на половину в своей величине, а так как по данным ряда исследователей, например Д. В. Голубятникова, относящимся к Би-би-Эйбату, во многих нефтяных месторождениях геотермический градиент в два раза меньше нормального (для Биби-Эйбата он равен 12 м на 1° С), то указанное уменьшение произойдет в ряде случаев еще на меньшей глубине, примерно на глубине вЗ—4тыс. м. Кроме того, нужно принять во внимание, что поверхностное натяжение нефти с увеличением температуры падает медленнее, чем у воды, следовательно, на некоторой глубине силы поверхностного натяжения воды и нефти могут сравняться. У Эммонса указывается, что это произойдет на глубине 4—5 тыс. м и что на больших глубинах нефть в глинах и сланцах может находиться в диффузном состоянии, если только она не была вытеснена оттуда в пески в более ранний геологический период, когда соответствующие пласты могли залегать на меньшей глубине от земной поверхности, или же если нефть не была выжата силою давления. [c.189]

В процессе сушки химические реакции не протекают, а процесс помутнения, наблюдаемый во втором периоде, объясняется удалением влаги из пор шариков с заменой ее воздухом. Особенно важное значение имеет конец сушки (период пропарки), когда происходит диффузия водяного пара из внутренних пор шариков через капиллярные отверстия к поверхности. Жидкость при движении в частично обезвоженной структуре шариков оказывает расклинивающее действие на стенки капилляров, по которым опа перемещается капиллярное давление достигает десятков атмосфер. Столь значительные напряжения могут вызвать появление трещин, поэтому быстрая сушка в этот период опасна. Пропитка шариков перед сушкой растворами поверхностно-активных веществ, снижающими поверхностное натяжение выделяющейся жидкости, способствует снижению интенсивности капиллярного движения в пористой структуре шариков во время сушки и тем уменьшает напряжения. Применение растворов высокоэффективных нейтрализованных контактов вызывает незна- [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология