Способ определения реологических характеристик межфазной пленки эмульсий Советский патент 1979 года по МПК G01N11/00 

руемые параметры накладываются адгезионные и когезнонные сипы, Предепьнов напряжение сдвига (тгрочность) определяется как усилие, вызывающее разрушение структуры пленки по формуле р Т K(Yil-S) K(H-S1 где V . - усилие; - длина Нити; К - жесткосттэ кварцевой пружнны Н - перемещение верхяего конца пружины; 5 - смешение нити в момент раз рушения пленки; t - время Протяжки пружнвы V - скорость протяжки прулшны. Остальные реологические характерис тики определяются по кривым деформации по известкой методике. Целью изобретения является повышение точности определений реологических характеристик меж1|)азной пленки. Поставленная цель достигается тем, что в дисперсную фазу эмульсии вводят газ (например, углекислый для эмульсии типа вода в масле или метандля эмульсии типа маслов ), после чего эмульсию помешают в герметичны объем, изменяют в нем давление (путем уменьшения или увеличения давления или контролируемым изменением темпе ратуры) и измеряют изменения во вре мени объема дисперсной фазы эмульсии, по которым затем определяют реологические характеристики межфазной пленки Предельное статическое напряженке сдви га при этом соответствует мшна-гальном усилшо, вызы.ваютему течение межфаз- ной пленники определяется по формуле TJ, лР- Р где PJ, предельное стат тческое напряжение сдвига, дин/cMj 4Р - Минимальное избыточное дав(Пение, вызывающее течение пленки, дин/cM j г -средний объемный радиус капелек эмульсии, см. Деформацию определяют ост gi - полная де юрмацкя; &f - высо оэластйческая;

J,- остаточная пли пластическая

деформация.

tv3 Н -

H-Vv,

р :

ItlCT

Н

iv, где Y. - исходный объем системы; при разрежении; V, - после восстановления деформированной системы. Равновесный модуль сдвига (модуль эластичности) определяется как отнощение сдвига к величине высокоэластической деформации ъ JE. Наибольшая пластическая вязкость вычисляется по формуле отношение избытка действующего напряжения сдвига над Pj к градиенту . деформации Использование предлагаемого способа определения реологических характеристик межфазной пленки позволяет, по сравнению с существующими способами, упростить способ и аппаратуру; повысить достоверность и точность измерений, поскольку они сводятся к обычным измерениям давления и объема системы, и, кроме того, исследования проводятся непосредственно на эмульсии, при этом пленка (юрмируется в реальных условиях в объеме дисперсионной среды и поэтому исключается влияние инородного тела на формирование межфазной пленки и определения ее реолргических характеристик; получать представительные данные по реологии межфазных пленок в эмульсиях и на Э1хэй основе успешно разработать научно обоснованные эффективные пути стабилизации и разрушения таких систем, имеюглих большое значение в различных областях народного хозяйства, например, нефтяной, нефтехимической и друпгх отраслях промышленности. Пример реализации способа определевия реологическиххарактеристик межфазной пленки эмульсий. Проводилось определение реологических характеристик межфазной пленки эмульсии, приготовленной из отбензиненной неф1и И воды, насыщенной углекислым газсгм при t 20 С и давлении 760 MM.pT.cT,, в соотношении 1:1. Эмульсия готовилась в мешалке при 9 тыс. оборотов в минуту в течение 40 мин. Полученная эмульсия близка к монодисперсной со средним радиусом капелек 10 мкм. Затем эмульсия помешалась в герметичный, термостатируемый при 20°С сосуд и устанавливалось минимальное разрежение, при котором начиналась деформация системы (изменение объема), Что соответствовало пр дельному статическому напряжению сдви га. В данном опыте разрежение определе но 0,075 ат. Р ДР . ,075x98bclo|lOx X 10- 73,6 дин/см где TJ, - предельное статическое напр жение сдвига, дин/см; -минимальное разрежение, вы зывающее течение пленки, равное 0,075 атм ипв0,075x981x10 дин/см ; -средний объемный радиус ка пелек эмульсии, равный 10 или ЮхЮЬм. Исследуя систему во времени при постоянно действующем усилии (дР -0,081 атм), получили кривую развития а затем спада деформации после снятия усилия. Исходными данными расчета реологи ческих характеристик при заданном уси лии служат: V - исходный объем системы; . V2 - при разрежении; Vj - после восстановления деформированной системы. Деформацию определяли где -г полная деформация; - высокоэластическая; f - остаточная или пластическа деформация. 1 тК- Ц te - VTTS fe-Vv; ., j.. ,:U,0a2 e - -DDbu -0. При этом равновесный модуль сдвига (модуль эластичности) соответствует -Pi е Ц0224 OUH/CM Наибольшая пластическая вязкость пределяется как отношение избытка дейтвующего напряжения сдвига над FL градиенту деформации fi. Р-Р 79,46-73,606 дн.сек r:r-l S,47vlQ -- -т 1,69 10Формула изобретения Способ определения реологических характеристик межфазной пленки эмульсий по ее деформации, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности определений, в дисперсную фазу эмульсии вЁодят газ, после чего эмульсию помешают в герметичный объем, изиеняют в нем давление и измеряют изменения во времени объема дисперсной фазы эмульсии, по которым затем определяют реологические характеристики межфазной пленки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 525872, кл.(JOIN 11/00, 1975. 2.Мансуров Р. И., Изв. ВУЗов Нефть и газ, № I, 197О, с. 92-96 (прототип).