Устройство для определения межфазного натяжения жидкостей Советский патент 1981 года по МПК G01N13/02 

В моменты поступления пневматического им пульса давления, которые определяются задат-чиком времени существования поверхности раздела фаз 1 на протяжении которых происходит измерение межфазного натяжения исследуемого раствора, давление над поверхностью рабочего агента в расширенной части капилляра резко увеличивается . Так как внутренняя полость расширенной ча ти капилляра такжр сообщена с внутре1шей полостью регулятора уровня, то в процессе нарастания давления в калиброванном капил, ляре до максимального значения, которое необходимо дгтя образования капли из .нижнего его отверстия, будет происходить перетекание части рабочего агента из расширенной части капилляра во внутрен1пою полость регулятора уровня, что приведет к понижению уровня рабочего аген та в расширенной части капилляра. В связи с зтим не будет вьшолняться условие Рц Рр , а действительное манометрическое давление Pj в этом случае будет большим, чем в случае соблюдения условия Р Рр , которое должно обязательно выполняться в моменты образования капель из калиброванного капилляр при изменении межфазного натяжения известны устройством. В результате этого рассчитанное значение межфазного натяжения по формуле 6 К будет всегда завыпенным. Целью изобретения является повыешние точ иости измерений. Поставленная цель достигается тем, что устро ство для определения межфазного натяжения жидкостей по методу максимального давления в капле, содержащее проточную камеру для исследуемой жидкости, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполнеьшой рабочим агентом, систему измерения максимального давления в капле, вьщавливаемой из капилляра емкость для подпитки рабочим агентом, регулятор уровня рабочего агента в расширенной части капилляра и задатчик времени существования поверхности раздела фаз между рабочим агентом н исследуемой жидкостью, дополнитель но содержит злектромагнитный клапан, установленный на линии, сообщающей регулятор ур ня и расширенную часть калиброванного капилляра, и электрически соединенный с задатчиком времени существования поверхности раздела, фаз. В промежутки времени между пневматическими импульсами давления электромагнитный клапан открыт. В результате происходит регулирование уровня в расширенной части капилля ра с целью поддержания условия jP р а в моменты наличия пневматических импульсов давления клапан закрыт, что предотвращает перетекание рабочего агента из расширенной тасти капилляра во внутреннюю полость регулятора уровня. На черетеже представлена принципиальная схема предложенного устройства. Устройство состоит из проточной камеры 1, в которой размещен калиброванный капилляр 2 с расширенной частью в виде шарообразной емкости, емкости 3 для подпитки, регулятора уровня рабочего агента в расширенной части капилляра 4, стабилизированного источника питания сжатым- воздухом 5, пневмоэлектрического преобразователя 6, электронной измерительной схемы 7, задатчика времени существования поверхности раздела фаз 8, злектромагнитного клапана 9, установленного на линии, сообщающей между собой внутреннюю полость расширенной части капилляра и внутреннюю полость регулятора уровня, и регистрирующего прибора 10. . Процесс определения межфазного натяжения производится,следующим образом. В емкость для подпитки 3 заливают определенное количество рабочего агента, который заполнит емкость расширенной части капилля2 через регулятор уровня 4 и открытый „д электромагнитный клапан 9 до определенного уровня, заданного регулятором уровня. Через проточную камеру 1 пропускают исследуемую жидкость таким образом, чтобы поток был ламинарным и не срывал капли рабочего агента с кончика капиляра 2 в процессе их образования (Vm 0,15 м/с). Опускают нижний торец капилляра 2 в исследуемый раствор таким образом, чтобы соблюдалось условие Р Рр. Включают электрическое и пневматическое питание устройства. В моменть поступления импульса от задатчика времени существования поверхности раздела фаз 8 электромагнитный клапан 9 пере- . крывает сообщение между внутренними полостями расширенной части капилляра и регулятора уровня. Вследствие этого увеличение давления над поверхностью рабочего агента в расширенной части капилляра будет происходить при неизменном уровне рабочего агента в этой части капилляра и до тех пор, пока не образуется капля из его калиброванного отверстия. После прекращения импульса, поступающего от задатчика времени существования поверхности раздела фаз 8, давление над рабочим агентом в расширенной части капилляра сбрасывается до атмосферного, электромагнитный клапан 9 открывается. Это дает возможность снова регулировать уровень в распшренной части капилляра, так как со временем часть рабочего агента через калиброванное отверстие капилляра в ввде капель уходит в исследуемую жидкость. Возникающее максимальное давление воздуха в капилляре 2 воспринимается пневмозлектрическим преобразователем 6 и преобразуется в пропорциональный электрический сигиал, которы , усиливается электронной измерительной схемой 7 и поступает на вход регистрирующего прибор 10. Емкость для подпитки 3 и регулятор уров«я 4 служат для поддержания постоянного уровня рабочего агента в расширенной части капилляра в моменты, когда электромагнитный клапан 9 открыт. Поступающие в проточную камеру 1 в процессе измерения капли рабочего агента вытекают через сливной патрубок с выте кающим исследуемым раствором. Межфазное натяжение при его определ«1ии предлагаемым устройством будет определяться по формуле и PfiH/K, где - давление манометрическое в момент отрыва капли от капилляра, К - постоянная калиляра. При этом давление fL будет равно тому значению, которое соответствует максимальному в капле при условии Р т. е. процесс измерения межфазного натяжения будет происходить при постоянном и требуемом уровне рабочего агента в расширенной части капилляра. Этим самым исключается погрешность в результатах измерения от непостоянства уровня рабочего агента в расширенной части калиброванного капилляра. Применение предлагаемого устройства позволит повысить точность определения межфазного натяжения исследуемого раствора непосредственно на технологической линии или ее ответвлении в частности применение его при закачке раствора ПАВ в нефтеносный пласт позволит более точно поддерживать концентрацию ПАВ на таком уровне, при котором нефтеотдача пласта будет максимальной, а расход ПАВ оптимальным. Формула изобретения Устройство для определения межфазного натяжения жидкостей по методу максимального давления в капле, содержащее проточную камеру, для исследуемой жидкости, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполненной рабочим агентом, систему измерения максимального давления в капле, вьщавлнваемой из капилляра, емкость для подпитки рабочим агентом, регулятор уровня рабочего агента в расширенной части капилляра и задатчик времени существования поверхности раздела фаз между рабочим агентом и исследуемой жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит электромагнитный клапан, установленный на линии, сообщающей регулятор уровня и расширенную часть калиброванного капилляра, и электрически соединенный с эадатчиком времени существования поверхности раздела фаз. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Методы испытаний водных растворов поверхностно-активных веществ. Вып. 1, М., НИИТЭИ, 1965, с. 43-47. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2731237/25, кл. G 01 N 13/02, 1979, (йрототип).