Гидродинамические эффекты при течении эмульсий в осесимметричных микроканалах

• Автор: Саметов, Сергей Павлович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 114 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Неньютоновские среды, дисперсии и их
гидродинамические свойства
1.1. Общая классификация дисперсных систем
1.2. Классификация неньютоновских сред и реологические модели
их описания
1.2.1. Вязкопластичные среды
1.2.2 Псевдопластичные среды
1.2.3. Дилатантные жидкости
1.3. Свойства суспензий и особенности их течения в микроканалах
1.3.1. Общая характеристика суспензий
1.3.2. Течение суспензии в микроканалах
1.4. Реология эмульсий и их течение в микроканалах
1.4.1. Общие представления об эмульсиях
1.4.2. Классификация эмульсий
1.4.3. Теоретические модели вязкости дисперсных систем и сравнение
с экспериментом
1.4.4. Моделирование на микроструктурном уровне
1.5. Структура течения обратных водонефтяных эмульсий в процессе
запирания в ячейке Хили-Шоу и микромодели
Глава 2. Методики исследования течения водоуглеводородных эмульсий в капиллярных каналах
2.1. Использованное оборудование и методика проведения
экспериментов
2.1.1. Методика приготовления эмульсии
2.2. Определение расходных характеристик течения весовым
методом
2.3 Определение расходных характеристик капиллярным методом

2.4. Обсуждение методик и погрешности измерения
2.5. Реологические параметры водоуглеводородных эмульсий
различных по дисперсному составу и концентрации
Глава 3. Экспериментальное исследование осесимметричного течения водоуглеводородных эмульсий
3.1. Структура потока в процессе запирания водонефтяных эмульсий
в осесимметричном течении
3.2. Определение проявления эффекта динамического запирания в
интервале значений диаметра микроканалов
3.3. Проявление эффекта динамического запирания при различном
составе обратных эмульсий, влияние наличия соли в дисперсной фазе
3.3.1. Эмульсия «вода/гексан»
3.3.2. Эмульсия «вода/дизельное топливо»
3.4. Влияние перепада давления на время запирания
3.5. Методы воздействия на запертую структуру с целью
возобновления течения (механические, силовые, поля ультразвуковые)
3.6. Особенности течения в плоской модели капилляра в ячейке
Хили-Шоу
3.7. Особенности течения при больших градиентах давления.
Предельно укороченный капилляр
3.8. Тестирование эмульсий весовым методом на предельно
укороченном капилляре
3.9. Тестирование эмульсий при истечении через предельно
укороченный капилляр
3.10. Нелинейная зависимость расхода водоуглеводородных
дисперсий от перепада давления
3.11. Вид запертой системы на выходе из предельно укороченного
капилляра под микроскопом в отраженном свете

3.12. Предполагаемый физический механизм запирания Заключение Литература
Следует отметить, что начиная с уравнения Эйнштейна, все приведенные выше выражения не содержат члена, включающее размер капель.
В выражении (1.15) настораживает коэффициент из произведения вязкостей перед /гт,, который может изменяться на порядки в соответствии с изменением вязкости дисперсной среды, и также будет изменяться роль вклада члена с размером капель.
Результаты экспериментальных значений вязкости при изменении размеров капель в случае прямых эмульсий в работах Ф. Шермана, R. Pal аналогичны [40 - 42]. В случае обратных эмульсий вызывает удивление сильная зависимость вязкости от размеров капель при малых концентрациях [42].
Когда объемная доля дисперсной фазы возрастает, капли соприкасаются и их поверхность деформируется, это особенно значимо при размерах капель больше 5 мкм. Когда прилагаемые напряжения малы, они идут на дополнительную деформацию межфазной поверхности и, следовательно, накопление энергии, что обуславливает упругое поведение. При высоких скоростях деформации они необратимо текут. Переход между этими двумя режимами происходит при критическом напряжении то, называемым пределом текучести [44].
Измерение реологических характеристик, как правило, проводят на ротационных вискозиметрах с системой конус-пластина или коаксиальных цилиндров. Первая система привлекает малостью объема пробы и постоянством скорости деформации сдвига у во всем измеряемом объеме. Вторая система более чувствительна, f в измерительном зазоре изменяется, но незначительно. Обстоятельно процессы, происходящие в цилиндрическом зазоре, изучены с использованием ультразвукового (35 МГц, Я - 40 мкм) зондирования пространства между цилиндрами (рис. 1.10) [45] с
пространственным разрешением порядка 40 мкм.