Исследование нелинейных эффектов при течении дисперсных систем в капиллярах и пористых структурах

• Автор: Мавлетов, Марат Венерович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 113 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Особенности сорбционных процессов из многокомпонентных 8 смесей
1.2. Адсорбция поверхностно-активных компонентов нефти в 18 пористых средах
1.3. Особенности течения дисперсных систем в капиллярах
1.4. Краткие выводы по обзору литературы
2. КОНКУРЕНТНАЯ АДСОРБЦИЯ ПРИ ТЕЧЕНИИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ В 33 ПОРИСТОЙ СРЕДЕ
2.1. Экспериментальные исследования адсорбционных эффектов 33 при фильтрации дисперсных систем
2.2. Постановка задачи фильтрации дисперсной системы с учетом 36 конкурентной адсорбции компонентов
2.3. Качественный анализ уравнений кинетики адсорбции
2.4. Численное решение задачи динамики сорбции
3. ТЕЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ТИПА «ЖИДКОСТЬ- 64 ЖИДКОСТЬ» В КАПИЛЛЯРАХ
3.1. Реологические свойства высококонцентрированных обратных 64 водонефтяных эмульсий
3.2 Течения высококонцентрированных обратных водонефтяных 69 эмульсий в капиллярах
3.3. Изменение структуры течения дисперсной системы типа 78 жидкость-жидкость в капилляре
3.4. Течения высококонцентрированных обратных водогексановых 82 эмульсий в капиллярах
3.5. Практическое применение эмульсий в нефтяной 88 промышленности

дисперсных систем

3.6. Математическое моделирование течения типа жидкость-жидкость в капиллярах Заключение Литература

Актуальность темы. Многие технологические и природные процессы связаны с движением дисперсных систем, в частности, к ним относятся течение нефти и эмульсий в пористой среде. Развитая межфазная поверхность приводит к необходимости учета поверхностных явлений, а высокая объемная концентрация дисперсной фазы в дисперсионной среде обуславливает нелинейный характер взаимодействия компонентов дисперсной фазы между собой, дисперсионной средой и твердой поверхностью.
Экспериментальные исследования адсорбционных явлений при фильтрации высоковязких нефтей, которые можно рассматривать как дисперсные системы, где углеводородная часть является дисперсионной средой, а асфальто-смолистые вещества - дисперсной фазой, показывают наличие конкурентных эффектов, что приводит к нелинейному немонотонному распределению адсорбирующихся веществ на поверхности твердого тела, причем наблюдается взаимное влияние компонентов на степень адсорбции каждого из них. Для описания наблюдаемого эффекта требуется построение математических моделей сорбции, учитывающих взаимодействие компонентов между собой и конкуренцию за ограниченное число достижимых адсорбционных центров.
Водонефтяные эмульсии, образующиеся в различных процессах нефтедобычи и транспортировки нефтепродуктов, являются дисперсными системами типа жидкость-жидкость. Наиболее интересный класс представляют высококонцентрированные обратные водонефтяные эмульсии. При их течении в капиллярах и пористой структуре обнаруживается нелинейный эффект динамического запирания, который заключается в том, что течение жидкости, несмотря на постоянно действующий перепад давления, практически полностью прекращается. Наличие данного эффекта,
0 1 2 3 4 5

Рис. 2.9. Зависимости концентраций адсорбированных компонентов от времени при Ь1=-0.005, Ь2=0.5, к]=-50, к2=10.
Рис. 2.10. Зависимости концентраций адсорбированных компонентов от времени при Ьр-О.ООб, Ь2=0.1, к)=-30, к2=10.