Коалесценция размера капель

Как было показано ранее, чем выше напряженность электрического поля, тем эффективнее процесс коалесценции. Однако для очень крупных капель в сильных полях появляется обратный эффект, при котором капля поляризуется, растягивается вдоль линий поля и разрывается. Зависимость критической напряженности поля, при которой возможен процесс ее разрыва, от размера капли была представлена выше. Для укрупнения капель выше критического размера при рабочей напряженности поля применяется специальное ступенчатое питание установки (рис. 1.5). [c.16]

По мере вытеснения нефти и уменьшения ее содержания в поровом пространстве возможность столкновения глобул и нх коалесценция уменьшаются, в результате чего дисперсность подвижной части нефти в поровом пространстве возрастает. Как указывалось выше, капли очень малых размеров могут вести себя почти как твердые частицы, если величина поверхностного натяжения большая, а защитный слой обладает достаточной механической прочностью. При застревании этих капель в сужениях пор необходимы большие усилия для их деформации и проталкивания. Чем больше поверхностное натяжение и механическая прочность адсорбционного слоя, тем при больших размерах капля становится мало деформируемой. Вместе с тем, чем меньше поверхностное натяжение, тем интенсивнее процесс диспергирования и выше конечная степень дисперсности вытесняемой нефти. С увеличением краевых углов смачивания, наоборот, дисперсность уменьшается. Более благоприятными становятся условия укрупнения капель и образования линз. [c.90]

С уменьшением диаметра капилляра, т. е. размера капли, время коалесценции возрастает экспоненциально, однако не превышает нескольких секунд. Диаметр наименьшего капилляра (0,425 мм) в 20—30 раз больше, чем средний размер пор нефтеносных песчаных коллекторов. Очевидно, что в условиях порового пространства капли будут иметь размеры, исчисляющиеся несколькими микронами, и время их коалесценции как с пленочной, так и со свобод- [c.101]

При исследовании коалесценции капель воды в нефти наблюдали, как капля воды, выжатая в углеводородной жидкости из капилляра, падала на раздел нефть —вода и коалесцировала с ней. Коалесценция в керосине мало зависит от минерализации воды. С увеличением размера капли время коалесценции возрастает, с повышением температуры — убывает (рис. 44). Каплю пластовой воды образовывали с помощью микробюретки, нижний конец которой был погружен в слой нефти на глубину 10 мм. Капля образовывалась за 30—40 с. Объем ее во всех случаях был равен 0,05 смз. [c.102]

При скорости съемки 600 кадров в секунду отмечено слияние в нефтяной эмульсии двух капель воды (d=0,055 и 0,070 мм) в момент подключения переменного электрического поля. К началу коалесценции (кадр, соответствующий 1/600 секунды) расстояние между ними становится менее 5 мк. Время коалесценции капель 1 и 2 при этом расстоянии не более 1/600 секунды, приобретение же каплей сферической формы занимает 1/100 секунды. При просмотре последующих кадров колебательных движений этой капли обнаружить не удалось (возможно, в связи с очень большой частотой их из-за малых размеров капли). Как видно, при подключении переменного электрического поля коалесцируют не все капли, а лишь некоторые из них. Аналогичные съемки с частотой 1500 кадров в секунду показали, что для капель размерами до 10 мк время достижения сферической формы при коалесценции составляет менее 1/200 секунды. [c.105]

Анализ выражения (13.109) показывает, что наибольшей частотой коалесценции обладают капли одинакового размера, причем частота столкновения капель одинакового размера на два порядка больше частоты столкновения капель с отношением радиусов к = 0,1. [c.356]

Размер капли. Почти все исследователи приходят к выводу, что время коалесценции возрастает с размером капли. Обычно большая покоящаяся на поверхности капля сплющивается и принимает форму сфероида, поэтому пленка между каплей и поверхно- [c.262]

Размеры капель. Распад жидкости на капли в условиях пульсационного движения, сопровождаемый их коалесценцией, является сложным процессом, причем теоретически возможно лишь качественное и упрощенное описание механизма указанных явлений. Однако и в этих условиях приближенно применима теория локальной изотропной турбулентности, согласно которой максимальный устойчивый размер капли (сг/рс) е > (где о — межфазное натяжение, Н/м Рс — плотность сплошной фазы, кг/м е — диссипация энергии в единицу времени на единицу массы жидкости. Вт/кг). [c.319]

Сначала для простоты рассуждений исключим из рассмотрения возможность прилипания капель нефти или воды к твердым поверхностям и коалесценцию этих капель. Допустим, что две капли одной и той же нефти (или различных нефтей) одинакового размера при вытеснении их различными водами, имеющими практически одинаковую вязкость, но различные значения поверхностного натяжения на границе нефть — вода, должны пройти в пористой среде через ряд последовательно расположенных одинаковых сужений, меньших по размеру, чем размер капли. [c.34]

Эффективность первой стадии коалесценции (сбор) возрастает по мере приближения размеров структуры поверхности контакта к размерам капли [21]. Поэтому эффективность коалесценции капель вторичных дисперсий (d < 50 мкм) возрастает при уменьшении диаметра волокна насадки. [c.105]

Приведенные выше уравнения позволяют рассчитать средний размер капель, образующихся при истечении дисперсной фазы из отверстий тарелок или распределителя дисперсной фазы. Внутри колонны капли могут укрупняться вследствие коалесценции. Однако учесть количественно эффект коалесценции в настоящее время не представляется возможным. Поэтому приведенные уравнения применяют для расчета размеров капель в распылительных и тарельчатых экстракционных колоннах без учета коалесценции, которая в этих аппаратах обычно не очень интенсивна. [c.140]

В насадочных колоннах капли движутся в узком пространстве внутри насадки, непрерывно сталкиваясь с материалом насадки и друг с другом. Это приводит к частой коалесценции и повторному редиспергированию капель. В результате устанавливается некоторый равновесный размер капель. Для его расчета можно использовать следующее эмпирическое уравнение [11 [c.140]

Исходя из сложной природы механизмов коалесценции представляется интересным связать два вида коалесценции как отношение их времен для оценки фазового разделения в зоне плотной упаковки капель дисперсной фазы в системе жидкость—жидкость. Обычно предполагается, что в дисперсном слое переменные, влияющие на коалесценцию капля—капля и капля—поверхность раздела, одни и те же для данного размера капель. На этой основе возможно дать теоретические выражения для времен контакта. Так, уравнение для времени стенания пленки в модели жесткая сфера—плоскость записывается [39] [c.292]

С другими каплями. Константа % пропорциональна вероятности коалесценции капель при их столкновении и определяется из условия минимума отклонений экспериментальных и расчетных данных изменения функции распределения частиц по размерам по высоте зоны осаждения. [c.296]

Математическая модель неустановившегося потока дисперсной фазы в слое насадки [7]. Рассмотрим объем колонны достаточно больших размеров, равномерно заполненный беспорядочно уложенной насадкой, в котором происходит случайное неориентированное движение струй или капель (пузырей) дисперсной фазы. Струи (капли, пузыри) рассматриваются как однородные изолированные макроэлементы, не подверженные эффектам слияния (коалесценции) и разбиения (редиспергирования). При построении вероятностно-статистической модели процесса будем полагать, что случайный характер движения дисперсной фазы в насадке подчиняется закономерностям непрерывного марковского процесса. Это значит, что вероятность перехода элемента дисперсной фазы, находящегося в момент времени в точке насадочного пространства, в точку М, достаточно близкую к точке М , за время А4, отсчитываемое от момента 1 , не зависит от состояния системы до момента 1 . [c.351]

Эти уравнения показывают, что А и А обратно пропорциональны среднему размеру дисперсных частиц. Размер пузырька или капли зависит не только от свойств среды обеих фаз, но в большей степени от взаимосвязи между силами, вызывающими диспергирование и коалесценцию капель. [c.156]

Наложение на поток эмульсии направленных пульсаций сообщает каплям воды энергию, достаточную в ряде случаев для слияния их друг с другом, при этом частота столкновений существенно увеличивается. Применение пульсаций заданной интенсивности повышает управляемость процессами дробления и коалесценции капель и позволяет выбрать оптимальный режим разделения эмульсии в зависимости от ее физико-химических свойств и геометрических размеров внутренних устройств пульсационного аппарата. [c.52]

В жидкостных системах в колоннах и аппаратах с мешалками существует динамическое равновесие между процессами распада капель и их коалесценцией [3]. Если при перемешивании образуется эмульсия, в которой размер капель меньше стабильного, капли будут коалесцировать до стабильной величины [14]. Капли небольшого размера, создающие большую межфазную поверхность, образуются только при перемешивании мешалками большой мощности. [c.172]

Гораздо более вероятно другое объяснение. С уменьшением размера капель пх жесткость возрастает, и диспергируются они хуже. При определенной интенсивности перемешивания капли дробятся только до какого-то предела. Подтверждается такое объяснение следующими опытами. При перемешивании окрашенной п неокрашенной эмульсий, полученных в одинаковых условиях, дальнейшего дробления капель не наблюдается, и процент окрашенных капель не изменяется, т. е. коалесценция не происходит. Прим. редактора перевода.) [c.23]

В процессе эмульгирования, очевидно, происходит распад больших капель на малые под действием деформаций рассмотренных выше типов. Под влиянием полей сдвиговых и других сил жидкость перемешивается, и первоначально крупные капли становятся все мельче и мельче. По мере того как перемешивание продолжается, средние размеры частиц будут постепенно уменьшаться, если нет рекомбинации. В частности, как было показано ранее (стр. 22), размеры частиц достигают предельного минимального значения, если приняты меры по предотвращению коалесценции. [c.41]

В свежеприготовленных эмульсиях капли под действием диффузии сталкиваются друг с другом, что приводит к флокуляции. Когда скорость коалесценции мала по сравнению со скоростью флокуляции, капли образуют агрегаты прогрессивно возрастающего размера. Далее будет показано более детально, что скорость флокуляции определяется общим уравнением (Смолуховский, 1916, 1917) [c.285]

Методика микроскопического анализа состоит в следующем. Препарат для микроскопических измерений готовится путем осторожного перемешивания небольшого количества свежеприготовленной эмульсии со значительным объемом нагретого на водяной бане до 30—40° С 1% раствора желатины (с целью сведения до минимума возможной коалесценции капель). Капля приготовленной таким образом разбавленной эмульсии вносится в лунку предметного стекла и сверху накрывается покровным стеклом так, чтобы под ним не оставалось пузырька воздуха. Для каждой исследуемой эмульсии готовится 2—3 препарата, в которых в различных местах рассматривается 10— 20 полей зрения . Всего в каждой эмульсии измеряется около 200 капель, размер которых вначале определяется в условных единицах (по числу делений окулярмикрометрической сетки, занимаемых одной каплей). Все измеренные капли разбиваются на классы 0—1 1—3 3—6 6—9 делений и т. д. Капли каждого класса характеризуются средним диаметром и равным среднему арифметическому из значений для границ промежутка = 0,5 2 = 2 3 = 4,5 7,5 делений и т. д. [c.164]

Было исследовано влияние на коалесценцию капель углеводородной жидкости (смесь цетана с декалином) отдельных фракций смол, выделенных из дизельного топлива арланской нефти. Опыты проводили по методике П. А. Ребиндера и Е. Е. Венстрем с одинаковыми по размеру каплями, для чего использовались [c.100]

После коалесценции до определенных размеров капли под действием гидродинамической и гравитационных сил двигаются по волокнам, образуя между собой перемычки, затем выносятся с волокнистого слоя и под действием противоположно направленных гравитационной и архимедовой сил осаждаются в отстойник. После коалесценции на каплю (рис. 54) действуют силы сцепления с волокном фильтра, гидродинамическая сила потока, гравитационная и архимедова силы. Сила сцепления капли с волокном [c.211]

Обычно отмечалось, что время коалесценции I пропорционально Ь", причем п увеличивается с размером капли, но не зависит от температуры. ГТервая стадия процесса коалесценции наиболее чувствительна к в >I Oтe падения, хотя многие исследователи отмечали, что высота влияет также на протекание других стадий, хотя и в меньшей степени. [c.263]

Электрическпе эффекты. Исследования влияния электрических полей на скорость коалесценции были проведены Масоном с сотр. [20, 21]. Так, Чарльз и Масон применяли для этой цели поля постоянного тока. Возникающая сила, способствовавшая коалесценции, превышала силу тяжести в несколько сот раз. Они нашли, что при этом происходит сплющивание капель и возрастание площади пленки, подлежащей удалению, однако сила, действующая на каплю, была так велика, что коалесценция значительно ускорялась. Да.иее они обнаружили, что при ступенчатой коалесценции образовывались капли много меньшего размера. Коалесценция была практически мгновенной для большинства изученных систем при потенциале 900 В. [c.266]

По второму типу дисперсная фаза не смачивает насадку, поэтому происходит межкапельная коалесценция в свободном пространстве насадки. В этом случае насадка действует лишь как механическая структура, удерживающая капли в тесном контакте и тем самым усиливающая межкапельную коалесценцию. Степень разделения, выраженная через изменение среднего размера капли внутри насадки, обычно больше, когда дисперсная фаза смачивает насадку. [c.302]

Он нашел, что предельно неустойчивые капли всегда дробятся в областях с высокими срезающими напряжениями. Следовательно, срезающие усилия, а также силы давления играют существенную роль в процессах дробления. Подобные же наблюдения были проведены Мамфордом [86] при изучении дробления и коалесценции капель в роторно-дисковой колонне. Слейчер нашел, что срезающие усилия связаны корреляционной зависимостью с максимально устойчивым размером капли [c.308]

В большинстве практически важных случаев, включая перемешивание несмешивающихся жидкостей, задержка дисперсной фазы такова, что средний размер капли и распределение капель по их разлгерам зависит от процесса коалесценции. Так, Вермюлен [87] показал, что при перемешивании эмульсий, содержащих 10—40% дисперсной фазы, средний размер капли может быть рассчитан по уравнению [c.308]

Давно известно, что эффективно стабилизируют эмульсии против коалесценции определенные высокодисперсные порошки. Химическая природа этих частиц является менее важной, чем их поверхностные свойства. Основные требования к ним 1) размер частиц должен быть очень малым по сравнению с размером капли 2) частицы должны иметь определенный угол смачивания в системе масло — вода — твердое. Твердые, сильно гидрофильные частицы (например, двуокись кремния в среде с pH = 10) легко переходят в водную фазу наоборот, сильно гидрофобные частицы, в частности, твердые частицы с очень длинными углеводородными цепями) переходят в масло. Эмульгирование происходит частицами с соответствующим балансом гидрофильности и гидрофобности, причем непрерывная фаза образует с поверхностью раздела острый угол. Например, окись алюминия (глинозем) способствует образованию эмульсий М/В, а газовая сажа — В/М. Такая зависимость от смачивания изучена Шульманом и Леем (1954) и Такакува и Такамори (1963). [c.113]

Теоретический размер капли и коалесценция. Механические свойства капель представляются весьма сложными. Капля может распасться на более мелкие частицы в результате инерционного взаимодействия с окружающим газом, как описано еще Гельмгольцем. Максимальный размер капли, противостоящей инерционному разрушению, может быть вычислен с учетом свойств жидкостей и относительной скорости капли Доказано, что влияние вязкости и турбулентности газа незначительно. Капли, падающие с конечной максимальной скоростью, обладают стабильностью Гельмгольца вплоть до относительно больших диаметров (для воды в воздухе эта величина порядка 1 см). Меньшие капли требуют высоких относительных скоростей для достижения нестабильности — для капли воды величиной 1 мм в воздухе эта скорость составляет 15 м1сек, при у.меньшении размера капли на порядок скорость увеличивается в У"Ю раз. [c.74]

Разница между уравнениями (4—256), (4—257), (4—258) незначительна следовательно, в отсутствии коалесценции пузырьков газа дисперсии газ —жидкость и жидкость—жидкость обладают практически одинаковыми размерами частац. При наличии коалесценции размер пузырьков газа значительно больше размера капли жидкости при одинаковых условиях. [c.587]

Найденное время коалесценции является приближенным, так как размер капель в отстойной зоне вследствие коалесценции капель должен быть больше, чем в колонне (6,16 мм). Для расчета объема верхней отстойной зоны примем, что половина верхней отстойной зоны занята слоем чистого скоалесцировавшего бензола, а другая половина заполнена коалесцирующими каплями. Считая, что объемная доля бензола в коалесцирующей эмульсии составляет 80 %, получаем объем верхней отстойной зоны [c.144]

Основной целью экспериментальных исследований по межка-пельной коалесценции было получение соотношения менаду временем коалесценции, диаметром капель и физическими свойства1т фаз. При моделировании коалесценции капля—капля размещением капель различных размеров на поверхности жидкости получено соотношение для времени коалесценции в зависимости от диаметра капли а и физических свойств, аналогичное соответствующим уравнениям для коалесценции капля—поверхность раздела фаз [c.291]

Оценка коалесценции капля—поверхность раздела и капля— капля основывается на исследовании процесса утончения разделяющей пленки сплошной фазы. Однако время коалесценции может существенно отличаться от времени утончения пленки. Было обнаружено [36], что для систем с одним и тем же размером капель н одинаковым временем стенания пленки время коалесценции может существенно различаться. В этом случае возникает вопрос, может ли явление коалесценции интерпретироваться с помощью моделей утончения пленок сплошной фазы Ряд исследований показывают, что такая оценка обладает следующими недостатками 1371 а) не определена ладежность применения этих данных к реальным процессам, таким, как разделение эмульсий б) неизвестно, насколько применимы данные для систем с заданньш уровнем примесей. [c.291]

Первый и второй интегралы в правой части уравнения (7.83) характеризуют соответственно прибыль капель объемом V за счет коалесценции более мелких капель и их убыль вследствие коалесценции капель объемом и с другими каплями. Для определения горизонтальной составляющей скорости движения дисперсной фазы будем рассматривать горизонтальное течение двухфазной смеси как квазигомогенное. Такое допущение справедливо, когда частицы имеют малый размер и отношение вязкостей невелико. Тогда для ламинарного горизонтального потока квазигомогенной смеси по де-кантатору можно использовать решение уравнения Навье—Стокса для ламинарного течения жидкости в открытом канале прямоугозн — ного. сечения при свойствах жидкости, вычисленных через свойства фаз. В этом случае профиль горизонтальной составляющей скорости Ых (г) но высоте канала будет определяться ь/2 [c.301]

Предполагается, что капли дисперсной фазы имеют одинаковые размеры и равновероятностные возможности вступить в коалес-ценцию с последующим мгновенным редиспергированием, причем коалесценция трех и более капель невозможна. Удовлетворительной моделью такого процесса может служить уравнение БСА, записанное относительно функции распределения капель по кон- [c.74]

Основная масса коалесцирующего слоя состоит из мелких капель воды размерами, близкими к критическому. Эти капли попадают в отстойник вместе с сырьем и могут образовываться при ступенчатой межкапельной коалесценции. Любые методы, способствующие укрупнению капель критического размера в коалесцирующем слое или уменьшению их количества в исходной эмульсии, должны приводить к повышению производительности отстойника. [c.35]

Простой, гго очень трудоемкий метод изучения ф.токуляции заключается в разбавлении образца эмульсии и подсчете числа частиц в единице объема под микроскопом. При этом смешение должно быть осторожным разбавляющая среда может быть защитным гидрофильным коллоидом (таким как желатин) или неионным детергентом. Кинг и Мукерджи (1939, 1940) использовали этот метод при изучении скорости коалесценции, опи определяли распределение частиц ио размеру для получения межфазной поверхности эмульсий как функции времени. Для облегчения измерения и подсчета капли фиксировали в слабом геле желатина и увеличенное оптическое изображение проектировали на экран. [c.104]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология