Вязкость эмульсий
Вязкость нефтяных эмульсий - не аддитивное свойство, т.е.
где
и
- абсолютные вязкости нефти и воды, и она зависит от следующих основных факторов:
1) вязкости самой нефти;
2) температуры, при которой формируется эмульсия;
3) количества содержащейся воды в нефти;
4) степени дисперсности, или диаметра капель дисперсной фазы в дисперсионной среде (для эмульсий типа В/Н).
У нефтяных эмульсий, как и у парафинистых нефтей, не подчиняющихся закону Ньютона, вязкость
изменяется в зависимости от градиента скорости. В этом случае
называют кажущейся вязкостью.
Основной причиной аномалии вязкости эмульсий является деформация диспергированных частиц, возникающая в процессе увеличения напряжения сдвига. С возрастанием приложенной силы капли эмульгированной жидкости удлиняются, превращаясь из шариков в эллипсоиды, что затрудняет течение и приводит к повышению кажущейся вязкости эмульсии.
Над изучением вязкости дисперсных систем и, в частности, эмульсий работали многие исследователи, которые предложили несколько уравнений для расчета вязкости систем с различным содержанием диспергированного вещества.
А. Эйнштейн предложил следующую формулу:
где
-цязкость эмульсии;
- вязкость дисперсионной среды (нефти);
- коэффициент обводненности - отношение объема дисперсной фазы (воды) к общему объему системы (воды + нефти). Формула справедлива только при низких концентрациях диспергированного вещества (воды).
При выводе формулы предполагалось, что диспергированные частицы имеют вид упругих шариков, диаметр которых мал по сравнению с расстоянием между ними.
Позднее была установлена возможность использования формулы Эйнштейна при обводненности нефти до 15%. Тейлор предложил следующую формулу
где
—вязкость эмульсии;
- вязкость внутренней фазы;
- вязкость внешней фазы. Но и она не позволяет достаточно точно определять вязкость эмульсий.
Одной из таких более универсальных формул является формула Монсона, полученная на калифорнийских нефтях:
Однако она применима, как указывает сам автор, для эмульсий, в которых
< 0,5
В формуле не учитывается влияние размеров капель воды на величину вязкости эмульсии, что противоречит выводам, сделанным П.А. Ребиндером.
Смотрите также
Шпоры по химии
...
Производство метанола
Метанол (метиловый
спирт) является одним из важнейших по значению и масштабам производства
органическим продуктом, выпускаемым химической промышленностью. Впервые метанол
был найден в древ ...
Модификация биологически активными системами синтетического полиизопрена
В настоящее
время в резиновой промышленности применяют широкий спектр каучуков, однако
большую часть промышленного потребления составляют натуральный и синтетический
полиизопрены. До сих по ...
