Межфазное натяжение градиент

Для успешного вытеснения нефти градиент внешнего давления должен быть больше составляющей капиллярного давления. Поскольку увеличение давления на забое ограничено мощностью пласта и возможностью его гидроразрыва [10], единственной альтернативой уменьшения капиллярного давления является снижение межфазного натяжения до величин 0,01-0,0001 мН/м. К такому же заключению приходят путем анализа условий эффективного извлечения нефти с позиций неравновесной термодинамики [11]. [c.9]

Механизм возникновения сил трения качественно можно объяснить следующим образом. При течении в пленке радиально, от центра к периферии, адсорбционные слои растягиваются. Возникающие в них градиенты межфазного натяжения направлены в сторону течения. Это означает, что на поверхности возникает двумерное давление, направленное в сторону, противоположную течению. При малых скоростях течения достаточно очень малых величин адсорбции, чтобы полностью скомпенсировать течение на поверхности. [c.95]

Для обеспечения неподвижности поверхности эта сила должна быть скомпенсирована противоположно направленной силой, возникающей вследствие градиента межфазного натяжения и равной [c.96]

В работе [1] показано, что наличие градиента химического потенциала в гетерогенной системе приводит к изменению межфазного натяжения в процессе химической реакции или межфазного перехода. Металлы триады железа (Fe, Со, Ni) характеризуются тем, что степень смачиваемости ими графита сильно зависит от концентрации углерода в жидкой фазе. Смачивание графита металлами группы железа, как при равновесии насыщенного углеродом расплава и графита, так и в неравновесных условиях, изучено в [3, 4]. [c.131]

Рассматриваемые кинетические параметры нелинейно зависят от концентрации и величины узкого зазора. В частности, для 0,1 % раствора с высокой подвижностью изолированных молекул (рис.2.3, кривая 4) снижение величины константы структурообразования вызвано уменьшением градиента поверхностных сил, величины межфазного натяжения с ростом температуры. В более концентрированном растворе (кривая 2) при тех же условиях имеет место увеличение [c.14]

ПОСТОЯННОЙ процесса, обусловленное, очевидно, соответствующим изменением подвижности агрегатов и увеличением скорости массопереноса частиц даже в более слабом поле поверхностных сил. Экстремальный характер кинетических зависимостей в малых по величине зазорах с большим градиентом поверхностных сил отражает конкуренцию указанных выше факторов. В 0,1 % растворе, например, до 35 °С превалирует увеличение подвижности молекул, а далее скорость процесса определяется темпом снижения величины межфазного натяжения (кривая 1). Для агрегатов молекул в сильном поверхностном поле увеличение подвижности в данном диапазоне температур невелико, поэтому кривая имеет менее выпуклый характер (кривая 3), качественно и количественно приближаясь к вышеописанной зависимости (кривая 4) для 0,1% образца в зазоре величиной 6 мкм. [c.15]

Образование любого градиента межфазного натяжения, вызванного изменением состава, в большой степени связано с тем, каким [c.209]

Наконец, возникновение градиента межфазного натяжения зави- сит от направления массопередачи. Кроме того, концентрационные уровни вещества в обеих фазах и значение коэффициента распределения влияют на величину градиента, но не влияют на его направление. [c.210]

Вышеприведенные качественные рассуждения показывают, что существуют факторы, имеющие первостепенное значение для появления конвективной нестабильности, и факторы, которые влияют лишь на ее величину, или интенсивность. Первые определяют направление градиента межфазного натяжения и, являясь ответственными за усиление или успокаивание первоначальных возмущений, называются первичными факторами. Последние, соответственно, называются вторичными факторами. [c.210]

Случай II. Условия те же, но примем равными коэффициенты молекулярной диффузии, т. е. = 1. В этом случае скорость подвода вещества к межфазной поверхности равна скорости отвода. Градиент концентраций с обеих сторон межфазной поверхности будет одинаковым по величине и противоположным по знаку, что приведет к нулевому градиенту концентрации на поверхности раздела фаз. Соответственно не будет градиента межфазного натяжения и первоначальное возмущение не будет усиливаться, а наоборот постепенно исчезнет за счет одних только сил трения. Система станет стабильной. [c.211]

Соответственно аналогичный поток в фазе 1 будет также более концентрированным по переносимому веществу, так как он приходит из объема, ближе расположенного к поверхности раздела фаз. Поэтому концентрация вещества в точке а будет выше концентрации на поверхности раздела фаз в отсутствие возмущений. При движении от а к б она будет уменьшаться, вызывая градиент концентраций и градиент межфазного натяжения, усиливающие движение конвективных ячеек. Система становится нестабильной (конвективная нестабильность). [c.212]

Для веществ, скорость поверхностной десорбции которых относительно низка, этот эффект может возрастать в результате действия сжатия — расширения. Движение, направленное от центра, вызывает эффект сжатия на периферии временной (переходной) поверхностной ячейки и расширения в ее центре. В результате сжатия динамическое межфазное натяжение становится меньше, а соответственно натяжение, вызванное расширением, больше статических величин. В результате как непрерывность подвода вещества, так и возникновение межфазного динамического натяжения вызовут появление градиента межфазного натяжения, действующего в том же самом направлении натяжение низкое — на периферии ячейки и высокое — в ее центре. [c.227]

Градиент межфазного натяжения вместе с вязкостным трением вскоре начинают превалировать над моментом первоначального движения и происходит перемена направления движения на обратное (рис. 6-3, в). Потоки, направленные к центру, вызывают по нормали [c.227]

Предполагали, что ускорение коалесценции при переносе вещества из каили обусловливается градиентом межфазного натяжения, возникающим в области наибольшего сближения капель. [c.286]

Б области малых концентраций (выше ККМ) мицеллы МПАВ всегда симметричны, сохраняют сфероидальную форму и равномерно покрыты с поверхности гидратированными полярными группами. Это означает, что мицеллы вполне стабилизованы. Их межфазное натяжение — удельная свободная поверхностная энергия на границе с окружающей дисперсной средой — очень близко к нулю. Они не могут поэтому взаимодействовать друг с другом, образуя анизометричные цепочки или пространственные сетки. Это легко обнаруживается реологическими методами [211. Вязкость таких коллоидных систем в широком интервале не слишком больших градиентов скорости остается постоянной (ньютоновской) и подчиняется уравнению Эйнштейна [c.16]

В термодинамике необратимых процессов предполагается, что наличие градиента одного свойства индуцирует в ряде случаев градиент другого [57, 58]. Следовательно, протекающий процесс массопереноса может сказаться на величине поверхностного натяжения. В работе [59] сделано предположение, что наличие в системе градиента химического потенциала вызывает снижение межфазного натяжения [c.105]

Энергетическая неоднородность поверхности. Одним из факторов, обуславливающих энергетическую неоднородность поверхности, является межфазное поверхностное натяжение. Эта неоднородность связана с микрогеометрией поверхности и является положительным явлением для сглаживания поверхности катодного осадка. Чем выше межфазное натяжение на границе металл — расплав, тем более крупные неровности будут неустойчивыми при данной величине градиента электрохимического потенциала в расплаве. К сожалению до сих пор у нас еще очень мало информации [c.191]

На границе капли со шлаком имеется двойной электрический слой. Пусть заряды его расположены так, как показано на рис, 1. Внешнее электрическое поле увеличивает первоначальный положительный заряд капли у края, обращенного к катоду. При этом отрицательные заряды, расположенные в шлаке, смещаются так, что плотность их у этого края станет больше. Электрическое взаимодействие в двойном слое здесь усилится, а межфазное натяжение понизится. Градиент натяжения, возникающий вдоль поверхности капли, вызывает вихреобразные потоки жидкости (см, рис. 1), благодаря чему капля совершает реактивное движение к катоду. [c.242]

Радиальная тангенциальная сила при действии симметричного возмущения вызывает растяжение (или сжатие) области возмущения, что прн наличии ПАВ приводит к повышению натяжения пленки В состоянии механического равновесия возникает градиент межфазного натяжения, который для круглой зоны возмущения выражается формулой [464] [c.272]

В гидрофобных пластах, где мениски в каналах противодействуют вытеснению нефти водой, капиллярные силы вредны, так как нефтеотдача пластов под их влиянием уменьшается. Поэтому лучший результат можно получить, если нефть вытесняется водой с низкими значениями межфазного натяжения при повышенных градиентах давлений. [c.190]

Это может быть обусловлено неодинаковыми значениями поверхностного натяжения в близко расположенных точках поверхности, вследствие образования концентрационных и температурных градиентов на ней [21, 221. Интенсивная межфазная турбулентность наблюдается также в процессах абсорбции (рис. 84, 85) [231. [c.143]

Важнейшим свойством массопередачи при лимитирующем сопротивлении сплошной фазы является квазистационарный характер процесса, что резко отличает массопередачу в сплошной фазе от массопередачи в дисперсной фазе. Лишь для случая массопередачи от пузырей очень большого диаметра (>25 мм) было отмечено [72, 73] некоторое уменьшение коэффициентов массопередачи с увеличением времени контакта. Однако для пузырей столь большого размера возможно возникновение специфических эффектов, например, изменение скорости обтекания частицы под влиянием градиента межфазного натяжения по механизму, рассмотренному Тимсоном и Дюном [74]. Уменьшение коэффициента массопередачи может быть связано также с механизмом движения столь больших пузырей, которые увлекают с собой некоторый объем сплошной фазы [75]. [c.210]

Дело в том, что в случае, когда массопередача направлена из лимитирующей фазы, происходит резкое увеличение скорости процесса. По современным представлениям это явление связано с неустойчивостью поверхностп раздела фаз и возникновением градиентов межфазного натяжения [85]. [c.217]

Радиальная тангенциальная сила в случае симметричного возмущения сводится к растяжению (или сжатию) области возмущения, коюрое при наличии ПАВ приводит к повышению натяжения. В состоянии механического равновесия возникает градиент межфазного натяжения, выражаемый для круглой зоны формулой [c.157]

Остаточная нефтенасыщенность 5 , согласно многочисленным экспериментальным данным является функщ1ей капиллярного числа Ы=к /у(с), где к - абсолютная проницаемость среды, УР -градиент давления ) с) - межфазное натяжение на фанице воды и нефти. Наряду с капиллярным числом N часто используется капиллярное число Мс=/в" -М, где/ - относительная фазовая проницаемость для воды при наличии остаточной нефти. Зависимость [c.201]

С увеличением концентрации практически любая добавка ПАВ в бзфовом растворе приводит к повышению поверхностной активности фильтрата и к улучшению условий проникновения фильтрата в коллектор, то есть при одних и тех же градиентах давления, но при меньшем межфазном натяжении на границах раздела фаз поступает больший объем фильтрата в коллектор, который проникает на большее удаление в пласт от скважины. [c.91]

В этой связи интересно знать, нри каких условиях небольшое начальное возмущение приводит к возникновению устойчивых циркуляционных ячеек. Главная предпосылка, очевидно, заключается в наличии градиента концентраций (или температурного градиента) между а и е . Это приводит к градиенту межфазного натяжения между этими областями, который поддерживает возникающее на поверхности раздела фаз движение. Любые свойства или параметры, способствующие образованию такого градиента, следовательно, обусловят появление упорядоченной межфа.зной конвекции (32, 331. [c.209]

Так как межфазное натяжение является функцией концентрации растворенного вегцества на новерхности раздела фаз, следует рассмо- треть зависимость этой концентрации от ряда переменных. На рис. 6-1 концентрация раствора на нижней стороне межфазной поверхности будет в общем уменьшаться, а на верхней стороне — возрастать в направлении от а к б . Таким образом прилегающие к поверх- ности слои нижней фазы будут иметь отрицательный градиент концентраций, а соответствующие слои верхней фазы — положительный. Так как концентрация вещества на поверхности раздела фаз определяется концентрациями в фазах ио обе стороны от нее, градиент концентраций в межфазной поверхности также будет результатом градиентов концентраций вещества в фазах по обе стороны от поверхности раздела. Эти градиенты зависят в первую очередь от того, насколько быстро вещество подводится из какой-либо фазы к поверх- ности раздела и отводится от нее в результате молекулярной диффузии, т. е. зависят от ячеистой конвекции. Следовательно, направление градиента концентрации на межфазной поверхности зависит от соотношения коэффициентов молекулярной диффузии, (используя терминологию Стерлинга и Скривена оно обозначается г-) и соотноше-ния коэффициентов кинематической вязкости (иереноса момента), обозначаемого е-. Действительные значения /) и V хотя и не влияют на направление градиента, тем не менее важны для определения его величины. [c.210]

Это можно также (Объяснить измененпямп, пропсходящими в обеих фазах. В фазе 2 медленная диффузия вещества по направлению к поверхности раздела фаз вызовет резко отрицательное уменьшение градиента концентрации между а и в . В фазе 1 относительно быстрая молекулярная диффузия приведет лишь к незначительному возрастанию градиента концентрации. Следовательно, результирующий градиент концентраций на межфазной поверхности будет определяться главным образом изменениями в фазе 2. Концентрация вещества в а будет выше, чем в б , межфазное натяжение в <<а будет меньше, чем в б . В соответствии с эффектом Марангонп ячейка придет в движение. Система будет обладать всеми характеристиками конвективной нестабильности. [c.211]

Еслц вызванный градиент мал, он будет успокаивать появляющиеся возмущения и система станет устойчивой. Однако если I и вторичные факторы таковы, что вызванный градиент велик, это не только приостановит начальное движение, но и изменит его направление. Такой случай можно считать проявлением сверхстабильности. Новое движение от б к а снова вызовет сильный противоположный градиент межфазного натяжения и в результате будет и.меть место осцилляторная нестабильность. [c.212]

Модель. В качестве модели принимается простая двухмерная система из двух полубесконечных несмешиваемых жидких фаз, находящихся в контакте друг с другом через плоскую поверхность раздела. Предположим, что фазы находятся в термическом равновесии концентрация раствора достаточно низка, поэтому свойства жидкости остаются постоянными, а межфазное натяжение достаточно велико, т. е. поверхность раздела фаз остается плоской. Градиент концентрации в обеих фазах принимается линейным, что ведет к стационарному (независимому от времени) переносу вещества. Предположим также, что в начальный момент система неподвижна. Затем в систему вводятся двухмерные бесконечно дгалые возмущения и исследуется ее устойчивость по отношению к ним. Если возмущения гаснут, считают, что система устойчива. Если они возрастают, система нестабильна. [c.214]

Позднее Линде использовал споры грибка (ustilago zeal) для Того, чтобы сделать потоки видимыми при боковом просмотре [39]. Циркуляционные, четко ограниченные ячейки были ясно видны в системе жидкость — газ, например при десорбции этанола в воздух из 40%-ной смеси этанол — вода (при десорбции массоперенос всегда происходит из фазы с более высокой вязкостью и меньшим коэффициентом диффузии), а также в системе жидкость — жидкость (фото 6.6). Разница в кривизне поверхности раздела фаз указывает на наличие градиента межфазного натяжения. [c.232]

Слейчер показал, что скорость, межфазное натяжение, а также вязкость и плотность сплошной фазы являются наиболее важными параметрами. Тем не менее он сделал вывод, что уравнения Хинце — Колмогорова не могут применяться для описания дробления капель в потоке из-за существования градиента скоростей, исключающего саму гипотезу об изотропной турбулентности. По результатам высокоскоростной съемки Слейчер установил, что существует по крайней мере два механизма дробления. При определенных условиях капли вытягиваются и если соотношение их длины к диаметру не превышает 4 1, дробление идет с образованием двух новых капель приблизительно равного размера. Если это соотношение выше, капли утончаются в нескольких местах сразу. [c.308]

В то жв время для процесса межфазного переноса, протекающего в условиях нестабильности поверхностного натяжения, характерны как диссипативные, так и недиссипативные нелинейности, Еесно1фя на это и многие другие отличия между мех[ агной конвекцией и упомянутыми процессами, по-вццимому, между ними существует и ряд принципиальных сходств. Это проявляется, в частности, в аналогичном поведении систем вблизи критических состояний (соответствующих порогу генерации, критической тевшературе неравновесных фазовых переходов и критическим градиентам межфазного натяжения), в окрестности которых свойства электрических, магнитных и гдцродина-мических полей изменяются подобным образом в зависимости от превышения над пороговой мощностью лазерной генерации и от ваничивы отклонений от критических значений температуры фазового перехода и локальных градиентов поверхностного натяжения соответствен-во. [c.9]

Следовательно, если геометрия фаз такова, что глдгбина одной фазы почти не изменяется вдоль межфазной гранлцы, в то время как глубина другой фазы мала и существенно изменяется на некоторой длине вдоль этой границы,, то на межфазной поверхности устанавливается градиент концентрации, приводящий к возникновению градиента межфазного натяжения [c.200]

Хотя эффект Марагони наблюдался многими исследователями, это явление может иметь место лишь в особых случаях, когда массопередача сопровождается увеличением межфазного натяжения [131, 132], при наличии достаточно большой разности вязкостей фаз [133] и локальных градиентов межфазного натяжения (что может наблюдаться лишь при очень больших скоростях массопередачи). [c.72]

Первоначально это явление пытались объяснить с чисто механических позиций [107, 108]. Предполагалось, что ввиду сопротивления слоя сплошной фазы в зазоре между каплями необходимо, чтобы относительная скорость капель была не ниже некоторой критической величины. Высокое давление жидкости в зазоре между каплями долгое время не находило физического объяснения. В связи с тем, что неслияние капель чаще наблюдается при наличии массопередачи [93, 109], была выдвинута градиентная теория неслияния капель [110, 111], объясняющая повышение давления в зазоре между каплями возникновением на их поверхности градиентов межфазного натяжения. Предполагаемая схема процесса изображена на рис. 9-7. Так, если массопередача направлена из капли в сплошную фазу и межфазное натяжение растет с повышением концентрации экстрагируемого вещества (случай а), вследствие повышения его концентрации в зазоре между каплями на поверхности капли возникает движение, направленное в сторону меньшего поверхностного натяжения. Происходит ротационный отгон жидкости из пространства между каплями и слияние капель. Аналогичное объяснение получают и другие случаи ( —г). [c.295]

Рис. 9-7. Влияние градиента межфазного натяжения на коалесцен-

Коалесценция пузырьков происходит вследствие турбулентной и орто-кинетической коагуляции, причем последняя является результатом столкновений пузырьков разных размеров, двигающихся с различными скоростями. Б.И.Броунштейн и А.С.Железняк в своей монографии приводят теоретическое описание процесса коалесценции в предположении, что каждое соударение воздушных пузырьков заканчивается слиянием. Однако, как показывает опыт, это предположение справедливо далеко не всегда. В связи с тем, что неслияние газовых пузырьков чаще наблюдается при наличии процесса массопередачи, П.С.Прохоровым и В.Н.Яшиным,а затем А.Сми-том с сотрудниками была выдвинута градиентная теория неслияния пузырьков, объясняющая повьииение давления в водяном зазоре между пузырьками возникновением на их поверхности градиентов межфазного натяжения. Имеются, однако, экспериментальные данные, которые не укладываются в рамки чисто механической теории неслияния газовых пузырьков. Окончательные причины неслияния пузырьков при их близком к соударению взаимном расположении еще не выяснены. [c.12]

Турбулизация межфазной границы может быть обусловлена- также возникающими при тепло- или массопередаче локальными изменениями поверхностного натяжения. Учет влияния концентрационных и температурных изменений поверхностного натяжения на гидродинамику вблизи межфазной границы представляет собой весьма сложную и в настоян1ее время еще не решенную задачу (необходимо исследовать устойчивость решения уравнения Навье — Стокса по отношению к малым возмущениям — локальным изменениям скорости). Пока сделаны лишь первые попытки решения этой задачи [72, 73]. В частности, показано [72], что возможность возникновения неустойчивости существенно зависит от знака гиббсовой адсорбции растворенного вещества в состоянии термодинамического равновесия, а также от соотношения между кинематическими вязкостями соприкасающихся фаз и коэффициентами диффузии веществ, которыми обмениваются эти фазы. Объяснено явление стационарной ячеистой картины конвективного движения, вызванного локальными градиентами поверхностного натяжения [73].. Дальнейшие исследования в этой области наталкиваются на серьезные математические трудности. [c.183]

Анализу рассматриваемого эффекта возникновения нестабильности жидкости под воздействием градиента поверхностного натяжения применительно к абсорбции СО, аминами посвящена также работа П. Л. Т. Бриана б, а применительно к другим случаям — еще несколько работ, появившихся в последнее время и названных в списке дополнительной литературы. Общее теоретическое расс.мотрение неустойчивости жидкости и возникновения турбулентности вблизи межфазной границы под воздействием локальных изменений поверхностного натяжения (эффекта Марангони) при протекании процессов тепло- или массопередачи было впервые предпринято К. В. Стерлингом и Л. И. Скривеном 7. [c.250]

Т h о m р S о п D. W., Ind. Eng. hem., Fund., 9, 243 (197b). Влияние подвижности межфазной поверхности на массопередачу в системах жидкость—газ (при воздействии градиентов поверхностного натяжения и плотности и в присутствии поверх-ностно-активных веществ в условиях абсорбции и десорбции различных газов). [c.290]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология