Способ определения реологических характеристик межфазной пленки эмульсий

И . А ОП НИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ(51) М. Кд. 901 К 11/00 присоединением заявки йе стваннай нюинтетСССРам нзабретвннйюткрйтнйта опубликования описания 28 10ном, В,Балакиров Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(7 ) Заявитель ПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИМЕЖфАЗНОЙ ПЛЕНКИ ЭМУЛЬСИЙ(54) СПОСО инородного теда;тоты используемой Изобретение относится к исследованию свойств дисперсных систем, в частности. реологических характеристик межфазных пленок эмульсий,В настоящее время определение реологических характеристик межфазныхпленок эмульсий осушествляется на модельных системах в виде плоских пленок, формируемых на поверхностях раздела фаз,Для этих целей используются способыоснованные на передаче усилия, вызы-вающего деформацию пленки путем сдвига инородных тел, например, цилиндра,специальных нитей, помещенных на формируемую пленку, а также разрыв ее спомощью калиброванных шариков 11.Существенными недостатками этихспособов являются проведение определений на модельных поверхностях раздела фаз 1 неопределенность фиксйруемыхпараметров, связанная с наложениемадгезионных (инородное тело - пленка)и когезионных сил; зависимость этих параметров от природывлияние качестм и чисаппаратуры.Указанные способы нли реализуютсяс использованием сложных приборов, требующих юстировки, или отличаются малойинформативностью,Ближайшим техническим решениемявляется способ определения реологических характеристик межфазной пленки поразвитию деформации 21, Для реализации способа используют магнитоэлектрический привод для передачи усилия, вызывающего деформацию пленки пуфгемсдвига специальных тонких нитей, помешенных на формируемую поверхность.Однако существующий способ труден восуществлении из а сложного аппаратурного оформления и не обеспечиваетточности реологических показателей,поскольку измерения проводятся наплоских поверхностях раздела фаз, а меж-,фазная пленка формируется в присутствии инородного тела, поэтому на фиксичуемые параметры накладываются адгезионные и когезионные силы. Предель-ное напряжение сдвига (прочность) определяется как усилие, вызывающее разрушение структуры пленки по формуле Р - ОстатОчная или пластическая деформация,г е, 3 фзгде У . - усилие;- длина нити;Х вжесткость кварцевой пружины;И - перемещение верхееего конца15пружеенье;Ь - смещение нити в момент разрушения пленки;- время протяжки пружины;У - скорость протяжки пружины,Остальные реодогические характеристики определяются по крнвьеел деформации по известной методике,Цельео иэобретепия является човьшеение точности определений реологическиххарактеристик межфазной пденки.Поставленная цель достигается тем,что в дисперсную фазу эмульсии вводятгаз (например, углекислый ддя эмульсиитипа "вода в масле илп метаи дляЗОэмульсии типа масло в воле"), послечего эмульсию помещают в герметичныйобъем, изменяют в нем давление (путемуменьшения или увеличения давленияили контролируемым изменением температуры) и измеряют изменения во времени объема дисперсной фазы эмульсии,по которьем затем определяют реологические характеристики межфазной пленки.Предельное статическое напряжение сдви- Ога при этом соответствует минииальномуусилию, вызываеощему течений межфаз-ной ееденки,п определяется по формуле как отношение избытка действующегонапряжения сдвига над Рк градиенту .деформации Е",иИспользование Предлагаемого способа определения реологических характеристик межфаэной пленки позволяет, посравнению с существующими способами,упростить способ и аппаратуру; повыситьдостоверность и точность измерений,поскольку они сводятся к обычным измерениям давления и объема системы, и,кроме того, исследования проводятся непосредственно на эмульсии, при этомпленка формируется в реальных условияхв объеме дисперсионной среды и поэтомуисключается влияние инородного тела наформирование межфазной пленки и определения ее реологических характеристик;получать представительные данные пореологееи межфазных пленок в эмульсияхи на этой основе успешно разработать 5научно обоснованные эффективееьее путистабилизации и разрушения таких системимеющих большое значение в различных областях народного хозяйства,например, нефтяной, нефтехимической идругих отраслях промышленности.Пример реализации способа определейия реологйческих характеристик межфазной пленки эмульсий.Проводилось определение реологических характеристик межфазной пленкиэмульсии, приготовленной из отбензиненной нефти и воды, насьпенной углекисдым газом при .1 = 20 С и давлении р де Р - предельное статическое наипряжение сдвиг дин/см;4 Я - Минимальееое избыточное давление, вызывающее течениепленки, дин/см;5 Ое - средний обьемный радиус капелек эмульсии, см.Деформацию определяют ост"рИд 1- 5) к(н- ь 1 2 Е 26 - 2 Е Е где 8 - полная деформация;Йеп ВЫСОКОЭдаС т Ич ЕС Кангде У 1 - исходный объем системы;Чг - при разрежении;Ч - после восстановления дефорЪмированной системы.Равновесный модуль сдвига (модуль эластичности) определяется как отношение сдвига к величине высокоэластической деформации ФЕйНаибольшая пластическая вязкостьвычисляется по формуле