Вязкость дисперсных систем Методы измерения вязкости

В этой главе рассматриваются вопросы учета сырой нефти при ее дальнейшей транспортировке, не затрагивая вопросов измерения дебита нефтяных скважин. Под сырой нефтью будем подразумевать любую нефть (жидкость), полученную после сепарации, без всякого ограничения содержания каких-либо примесей (воды, солей, механических примесей и т.д.) и перекачиваемую на установки подготовки нефти. Эта жидкость представляет собой сложную смесь нефти, растворенного газа, пластовой воды, содержащей, в свою очередь, различные соли, парафина, церезина и других веществ, механических примесей, сернистых соединений. При недостаточном качестве сепарации в жидкости может содержаться свободный газ в виде пузырьков - так называемый окклюдированный газ. Все эти компоненты могут образовывать сложные дисперсные системы, структура и свойства которых могут быть самыми разнообразными и, самое главное, не постоянными в движении и времени. Например, структура и вязкость водонефтяной эмульсии могут изменяться в широких пределах в процессе движения по трубам, в зависимости от скорости, температуры, давления и других факторов. Всё это создаёт очень большие трудности при учете сырой нефти, особенно при использовании средств измерений, на показания которых влияют свойства жидкости, например, турбинных счетчиков. Особенно большое влияние оказывают структура потока, вязкость жидкости и содержание свободного газа. Частицы воды и других примесей могут образовывать сложную пространственную решетку, которая в процессе движения может разрушаться и снова восстанавливаться. Поэтому водонефтяные эмульсии часто проявляют свойства неньютоновских жидкостей. Измерение вязкости таких жидкостей в потоке представляет большие трудности из-за отсутствия методов измерения и поточных вискозиметров. Измерения, проводимые с помощью лабораторных приборов, не дают истинного значения вязкости, так как вязкость отобранной пробы жидкости отличается от вязкости в условиях трубопровода из-за разгазирования пробы и изменения условий измерения. Содержание свободного газа зависит от условий сепарации и свойств жидкости. Газ, находясь в жидкости в виде пузырьков, изменяет показание объемных счетчиков на такую долю, какую долю сам составляет в жидкости, то есть если объем газа в жидкости составляет 2 %, то показание счетчика повысится на 2 %. Точно учесть содержание свободного газа при определении объема и массы нефти очень трудно по.двум причинам. Во-первых, содержание свободного газа непостоянно и может изменяться в зависимости от условий сепарации (расхода жидкости, вязкости, уровня в сепараторах и т.д.). Во-вторых, технические средства для непрерывного измерения содержания газа в потоке в настоящее время отсутствуют. Имеющиеся средства, например, устройство для определения свободного газа УОСГ-ЮОМ, позволяют производить измерения только периодически и дают не очень достоверные результаты. Единственным способом борьбы с влиянием свободного газа является улучшение сепарации жидкости, чтобы исключить свободный газ или свести его к минимуму. Для уменьшения влияния газа УУН необходимо устанавливать на выкиде насосов. При этом объем газа уменьшается за счет сжатия. [c.28]

Таким образом, физико-механические свойства всех систем, начиная от высокомолекулярных веществ и их растворов и кончая структурированными дисперсными системами, могут в принципе исследоваться общими методами реологии (реологией называется общее учение о деформации и течении). Такие исследования имеют преимущество перед простыми измерениями аномальной или структурной вязкости неньютоновских жидкостей (рис. 96), потому что структурная вязкость зависит от условий измерения, тогда как реологические константы характеризуют материал независимо от размеров прибора или режима течения. Образование или разрушение различного рода структур или пространственных сеток частиц или молекул с различной прочностью связей и жесткостью структурных элементов играет исключительную роль в дисперсных и полимерных системах и во многих отношениях определяет их техническое использование. Поэтому изучение процессов деформации, их кинетики, частотной зависимости, предельных напряжений и др. имеет большое научное и техническое значение. Установление релаксационного механизма деформации и объективных методов характеристики процессов деформации является существенным успехом коллоидной химии, во многом обусловленном работами советских ученых — Кобеко, Александрова, Каргина, Слонимского, Ребиндера, Соколова, Догадкина и др. [c.251]

Для коллоидных систем, так же как и для смазочных масел при низких температурах, возникают при измерениях вязкости большие методические трудности, связанные с наличием аномальной структурной вязкости. Вопрос о методах исследования вязкости коллоидов и дисперсных систем и о разработке тео-рии вискозиметров, применяющихся для этих целей, должен быть поставлен на обсуждение Совещания. Известно, что коллоиды и дисперсные системы (гидромасса и пульпа,которые получаются при гидромеханизации добычи полезных ископаемых и при гидротехнических работах) не подчиняются обычным законам течения вязкой жидкости. В связи с этим необходимо обсудить вопрос о том, какие же физико-механические величины определяют течение дисперсных систем по трубам и открытым руслам. [c.4]

Вискозиметрический метод Гатчека, основанный на измерении вязкости. Если а есть отношение общего объема системы 1 5 к объему дисперсной фазы [c.105]

Таким образом, физико-механические свойства всех систем, начиная от высокомолекулярных веществ и их растворов и кончая структурированными дисперсными системами, могут в принципе исследоваться общими методами реологии (реологией называется общее учение о деформации и течении). Такие исследования имеют преимущество перед простыми измерениями аномальной или структурной вязкости неньютоновских жидкостей (рис. 97), потому что структурная вязкость зависит от условий измерения, тогда как реологические константы характеризуют материал независимо от размеров прибора или режима течения. [c.223]

Первые попытки оценить тиксотропию сводились к измерению времени тиксотропного застывания или восстановления вязкости. В дальнейшем было показано, что это время зависит не только от свойств дисперсной системы, но и от разжижающего механического воздействия. К. Ф. Жигач с сотрудниками [48] разработал интересный метод изучения тиксотропии, в котором показатели тиксотропии связаны с величиной механического воздействия. [c.48]

Среди прочих методов измерения частиц дисперсной фазы следует отметить метод улавливания, который применим к системам нагдкость—жидкость. Метод основан на улавливании капель прп помощи инертной жидкости с большой вязкостью и определении НХ размеров различными оптическими методами. Для улавливания капель обычно применяется глицерин, различные масла и. некоторые другие жидкости. [c.277]

Для ньютоновских жидкостей и.звестной вязкости — растворов сахара различной концентрации — была построена градуировочная кривая зависимости lg / от Ке. Затем для паст красителей рассчитывали lg /, определяли Ке, по уравнению (5.6) определяли Г1 для каждой нагрузки и строили кривые т) — Р. Этот метод дает хорошо воспроизводимые результаты (относительная ошибка 2%). Некоторые пасты для печати и малоконцентрированные суспензии не имеют предела текучести (свободно-дисперсные системы), другие же показывают высокие значения Р (связанно-дисперсные системы) [8, 9]. Оба параметра Р яц позволяют изучать структурно-механические свойства дисперсных систем [27]. Воларович, исходя из уравнения Бингема и определения пластичного тела по Максвеллу, предложил [41 ] выражать пластичность дисперсных систем -ф отношением Рку/ц. С повышением величины Р пластичное тело лучше сохраняет свою форму под воздействием малых сил оно тем легче деформируется за пределом текучести, чем меньше значение т . Пасты для печати характеризуются близкими значениями т , но различаются по величине (измерения проводились на сферо-цилиндрическом вискозиметре). Для квазиоднородных систем с маловязкой дисперсионной средой (35% водный раствор глицерина), например паст для печати, главным и характерным параметром является Р — чем оно больше, тем меньше подвижность паст (табл. 5.1). Последние должны оставаться стабильными во времени. Пластическая вязкость способствует их подвижности. Наибольшей пластичностью об.тадает Кубовый ярко-зеленый ЖП — 15%-ная паста, наиболее тиксотроп-ная из данной серии. [c.154]

Как было указано выше, высокомолекулярные вещества являются смесью полимергомологов одинакового типа строения, но с различным молекулярным весом. Эта система, состоящая из молекул разной величины, может быть названа полидисперсной системой. Полидисперсность полистирола не является величиной постоянной, т. е. при разных условиях полимеризации образуются полимеры разной степени поли-дисперсности. Полидисперсность является фактором, влияющим на значение величины молекулярного веса, определенного любым из существующих методов. Существуют методы определения молекулярного веса, при которых на результат исследования влияет число растворенных частиц к таким методам относятся криоскопия, эбулиоскопия и метод изм(е-рения осмотического давления. При измерении вязкости на результат определения влияет не число растворенных молекул, а только весовое процентное содержание молекул различной величины. Изучение седиментационного равновесия (ультрацентрифугальный метод) может дать представление о величине как самых больших, так и малых частиц и приблизительное представление о полидисперсности вещества. [c.114]

Результаты исследования полученных растворов представлены в табл. 10. Обнаружено, что многие свойства раствора непрерывно меняются, т. е. растворы представляют собой живушие системы. Динамика происходяших изменений в системе прослеживалась путем измерения во времени pH раствора, его вязкости, концентрации растворимого кремнезема (а-ЗЮг, масс. %), определяемой фотоколориметрическим методом [26], снятия ИК-спектров раствора и получения на электронном микроскопе снимков дисперсной фазы раствора, адсорбированной на пленке. [c.65]