تحديد دقيق لقيم التوتر السطحي المتوازن مع اختبارات اضطراب المنطقة

ويمكن إدماج هذه البروتوكولات في بروتوكولات قياس التوتر. على سبيل المثال، يمكن استخدامها لقياس التوتر بين الطوائف التوازنية بين مرحلتي المياه والنفط. يمكن استخدام كل من البروتوكولين في هذا الفيديو للحصول على قيم قوية وموثوق بها للتوتر السطحي التوازن.

ويمكن أن تنشأ هذه القيم بعد اختبار استقرارها ضد الانزعاج في المنطقة. للبدء، قم بإعداد مقياس التوتر وعينة كما هو موضح في بروتوكول النص. ثم، حدد إبرة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقلوب استناداً إلى قيم التوتر السطحية المقدرة ووضعها في طرف جهاز الاستغناء.

بعد ذلك، قم بتحميل 40 ملليلتر من عينة سائلة في خلية كوارتز. ضع الخلية فوق النظام الأساسي النموذجي. ضبط ارتفاع إبرة مقلوب بحيث غيض من الإبرة على الأقل 20 ملليمتر تحت سطح العينة السائلة.

حقن ملليلتر واحد من الهواء من خلال إبرة مقلوب المغمورة لإزالة الشوائب التي يمكن أن تكون موجودة على طرف الحقنة وتحسين النقاء الكيميائي السطحي للواجهة الهوائية / السائلة. ثم، تحديد تجريبيا حجم فقاعة الأولية. الاستغناء عن حجم فقاعة الأولي محسوبة لتشكيل فقاعة في غيض من حقنة مقلوب.

تأكد من أن الفقاعة في التوازن الهيدروستاتيكي بحيث لا تتحرك الفقاعة. قياس التوتر السطحي الديناميكي على أساس شكل فقاعة الهواء المنتجة في طرف الإبرة. في كل ثانية، حساب التوتر السطحي استناداً إلى أسلوب تحليل شكل الإسقاط المحوري لمعادلة لابلاس-يونغ.

قارن الشكل الفعلي للفقاعة مع الشكل المحسوب. إذا تداخل الشكلان، فإن المعادلة اللابلاس-يونج المتوازنة صالحة. هذا الاستدلال هو صالح تماما عندما تتوقف الفقاعة عن التحرك والتوتر السطحي يتوقف عن التغير.

قياس التوتر السطحي كدالة للوقت حتى يتحقق أول توتر سطحي ثابت. ويُعرَّف التوتر السطحي الثابت في الحالة بأنه مستوى ذي قيمة يتغير بعده التوتر السطحي بأقل من ميلينوتون واحد لكل متر أو بنسبة تقل عن 5 في المائة في عدة قياسات توتر سطحي ديناميكية متتالية. عندما يتحقق التوتر السطحي حالة ثابتة، سجل حجم فقاعة ومساحة السطح.

ثم، خفض حجم فقاعة عن طريق إزالة ميكرولتر واحد من الهواء وتسجيل حجم فقاعة جديدة ومنطقة. مواصلة قياس التوتر السطحي الديناميكي في المناطق حتى يصل التوتر السطحي الديناميكي إلى التوتر السطحي الثابت الثاني للدولة. بعد ذلك، قم بتوسيع حجم الفقاعة عن طريق حقن ميكرولتر واحد من الهواء بحيث يكون الحجم والمساحة مشابهين للقيم الأولية.

استمر في قياس قيم التوتر السطحي الديناميكي حتى يتم الوصول إلى حالة توتر سطحي ثابتة ثالثة. إذا كانت ثلاث قيم ثابتة توتر السطح دولة تختلف عن بعضها البعض من قبل أقل من ميلينوتون واحد لكل متر، أو أقل من 5٪ثم نحدد متوسطها على أنها توازن التوتر السطحي. ضع حامل عينة مملوءة داخل غرفة الغزل في مقياس التوتر الدوار ثم قم بتدوير الأنبوب عند 500 دورة في الدقيقة.

وينبغي أن يمنع ذلك من نقل الفقاعة المحقونة إلى الأعلى أو التعلق بجدار الأنبوب. بعد ذلك، قم بتحميل اثنين من ميكرولترات الهواء في الحقنة. أدخل إبرة الحقنة من خلال الحاجز المطاطي ، الذي يختم أنبوب الغزل ويحقن فقاعة هواء ميكروليتر في أنبوب الغزل.

زيادة وتيرة دوران أنبوب العينة بحيث تتحرك فقاعة أقرب إلى محور دوران وتشوهات أكثر بسبب زيادة قوات الطرد المركزي. الاستمرار في تسريع حتى نسبة طول الفقاعة الأفقية إلى نصف قطرها في منتصف الفقاعة هو ثمانية أو أكثر. ثم ضبط زاوية الميل من غرفة القياس لوضع أنبوب العينة أفقيا.

وهذا سيمنع حركة الفقاعة ويساعد على تحقيق توازن جيروستاتكي لشكل محوري مُفترض في المعادلة الخوارزمية المستخدمة في لابلاس-يونغ. الآن، قياس وتسجيل قيم التوتر السطحي الديناميكية على فترات ثانية واحدة. استمر في تردد دوران ثابت حتى يصل التوتر السطحي إلى قيمة ثابتة.

أيضا، تسجيل حجم فقاعة والمنطقة. بمجرد تسجيلها، قم بتغيير تردد الدوران إلى تردد دوران ثانٍ ليختلف عن مساحة السطح. قياس التوتر السطحي الديناميكي عند تردد دوران ثابت بمجرد أن يصل إلى قيمة الحالة الثابتة الثانية عند التردد الجديد.

عند هذه النقطة، أيضا تسجيل حجم فقاعة جديدة ومنطقة. بعد ذلك، تغيير تردد الدوران بحيث يكون قريباً من القيمة الأصلية. قياس قيم التوتر السطحي الديناميكي عند هذا التردد الثابت للدوران حتى يتم الوصول إلى قيمة الحالة الثابتة الثالثة.

مرة أخرى، تسجيل حجم فقاعة جديدة ومنطقة. باستخدام طريقة فقاعة الناشئة، تم قياس قيم التوتر السطحي ثابت الحالة من محلول خمسة ملليمولار من تريتون X-100 ضد الهواء. هذا التركيز هو فوق تركيز micelle الحرجة لهذا السطح في الماء.

تم الحصول على توتر سطح الدولة الثابتة من 31.5 millinewtons لكل متر ما يقرب من 20 ثانية بعد تشكيل فقاعة. بعد حوالي 25 ثانية، تم تخفيض حجم ومساحة الفقاعة وانخفض التوتر السطحي الديناميكي إلى 31 وخلال ثانية واحدة وارتفع مرة أخرى إلى 31.5، مما يمثل التوتر السطحي الثابت للدولة رقم اثنين. بعد حوالي 50 ثانية، تم زيادة حجم وحجم مساحة الفقاعة فجأة وتغيرت قيمة التوتر السطحي الديناميكي قليلاً، وبالتالي تم تحديد التوتر السطحي الثابت رقم 3 على أنه 31.5 ميلينونت لكل متر، أيضًا.

وكانت قيم SST الثلاثة كلها واحدة، لذلك، تم تحديد التوتر السطحي التوازن لتكون 31.5 millinewtons لكل متر. باستخدام طريقة فقاعة الغزل، تم العثور على توتر سطح الدولة ثابت واحد أن يكون 30.9 millinewtons لكل متر، التوتر السطحي دولة ثابتة اثنين تم العثور على أن يكون 30.6، وحالة ثابتة التوتر السطحي ثلاثة وتم العثور على التوتر السطحي التوازن أن يكون 30.8. وكان لطرقتين فرق 2.2٪ في توازن قيم التوتر السطحي عند قياس خمسة ملليمتر تريتون X-100.

وربما كان ذلك بسبب بعض الأخطاء المنهجية. أهم شيء يجب تذكره لطريقة الفقاعة الناشئة هو الحفاظ على الظروف القريبة من التوازنات الهيدروستاتيكية. بالنسبة لطريقة الفقاعة الغزلية، تأكد من تطبيق المعادلة الصحيحة.

ويمكن أيضاً تطبيق الأساليب الموصوفة في هذا الفيديو لتحديد قيم التوتر المتوازن بين مراحل المياه والنفط. توفر هذه الطرق طريقة أكثر موثوقية لحساب مقدار امتصاص السطح عندما يكون في حالة توازن في واجهة الهواء والماء. ويمكن أيضا أن تستخدم لتحديد مدى تجميع السطح في حل يسمى micellization.