Лазерная фотоакустика углеводородных эмульсий

• Автор: Карпюк, Андрей Борисович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение

Глава I. Современное состояние проблемы

1.1. Лазерная фотоакустическая спектроскопия

1.1.1. Процессы релаксации возбуждения в конденсированной фазе

1.1.2. Модуляционная лазерная фотоакустическая спектроскопия

1.1.3. Импульсная фотоакустическая спектроскопия

1.2. Гетерофазные системы

1.2.1. Эмульсии гидрофильно-гидрофобных углеводородов в воде

1.2.2. Свойства эмульсий

1.2.3. Параметры реальных водно-нефтяных эмульсий
1.3. Фотоакустический отклик в гетерофазных системах
1.3.1. Скорость звука в двухфазной среде
1.3.2. О влиянии рассеяния света в среде'на.величину фотоакустического отклика
1.3.3. Влияние температуры на фотоакустический отклик в эмульсии
1.4. Описание фотоакустического отклика в гетерофазных системах
1.4.1. Расчет импульса давления в гетерофазной среде
1.4.2. Практические задачи фотоакустической спектроскопии гетерофазных сред
1.4.3. Выбор спектрального диапазона
Постановка задачи
Глава II. Фотоакустический отклик в гетерофазных средах
II. 1. Материалы и методы
II. 1.1. Фотоакустическая установка
II. 1.2. Измерение параметров фотоакустического отклика
II. 1.3. Схема спектрофотометра

II.1.4. Нефть, ее спектр поглощения и приготовление эмульсии
11.2. Результаты и обсуждение
П.2.1. Концентрационная зависимость фотоакустического
отклика
11.2.2. Нагрев среды
11.2.3. Скорость звука в среде
11.2.4. Ослабление звука эмульсией
И.2.5. Оценка фотоакустического отклика
11.2.6. Экспериментальная проверка влияния рассеяния света
на фотоакустический отклик
11.2.7. Пропорциональный фотоакустический отклик
Выводы главы II
Глава III. Фотоакустический отклик в гетерофазных средах при
повышенных температурах
III. 1. Материалы и методы
III. 1.1. Экспериментальная установка
III. 1.2. Приготовление образцов
111.2. Результаты и обсуждение
111.2.1. Зависимость величины фотоакустического отклика от температуры
111.2.2. Температурная зависимость скорости звука в эмульсиях
111.2.3. Оценка изменения термодинамических параметров с ростом температуры
111.2.4. Температурное изменение рассеяния света в эмульсии
111.2.5. Фотоакустический отклик при длине волны излучения
532 нм
Выводы главы III
Глава IV. Избирательное детектирование нефтяных углеводородов
на фоне примесей природной воды
IV.1. Материалы и методы
IV.2. Результаты и обсуждение
Выводы главы IV
Глава V. Влияние присутствия эмульсионных микрокапель на форму
фотоакустического отклика
V. 1. Обоснование задачи
У.2. Оценки формы фотоакустического отклика при наличии
микрокапель в растворе
У.2.1. Эмульсия
У.2.2. Реальный раствор
У.2.3. Сравнение форм фотоакустических откликов
У.2.4. Размер микрокапли
У.З. Экспериментальная проверка
У.3.1. Фурье-спектры
Выводы главы V
Заключение
Список Литературы

Таким образом, при образовании в жидкости пузырьков пара скорость звука в ней скачкообразно падает.
В другом крайнем случае, когда х » 1, скорость звука в паре с небольшим количеством микрокапель жидкости есть:
_1_=л__а+£й1 ,12)
V,1 1’1 Ч Ч1 1 '•
В промежуточных случаях, когда х возрастает от нуля до единицы, скорость звука в двухфазной среде монотонно возрастает от значения (11) до значения (12).
В областях х-> 0 и х -> 1 скорость звука изменяется скачкообразно при переходе от однофазной среды к двухфазной. В случаях, когда х-^Оих^ 1, линейная теория звука становится неприменимой даже при малой амплитуде акустической волны, так как при сжатии и разрежении среды происходит переход от однофазной системе к двухфазной и наоборот, в результате чего нарушается существенное предположение о непрерывности скорости звука.
Путем оценок легко установить, что величина скачка скорости звука в обоих этих случаях все-таки мала (несколько процентов) по сравнению со скоростью звука в каждой чистой фазе. В соответствии с изложенным, при увеличении интегрального количества новой фазы в случае эмульсии малой концентрации скорость звука, очевидно, будет (линейно) уменьшаться.
Присутствие в воде нерастворимых углеводородов (эмульсионных микрокапель) аналогично появлению новой фазы, и, следовательно, изменение количества растворенных компонент по отношению к количеству эмульгированных также приведет к изменению скорости звука в среде. Этот процесс изменения скорости звука при изменении концентрации углеводородов в воде может протекать более сложно, чем в случае парообразования. В водно-нефтяных эмульсиях состав эмульсионных микрокапель может зависеть от различных внешних условий, в первую очередь