מאמר שיטה

קביעת מדויקת של ערכי מתח שיווי משקל עם מבחני שטח

DOI:

10.3791/59818

⸱

30 באוגוסט 2019

 ,  , 
1Charles D. Davidson School of Chemical Engineering, Purdue University, 2Department of Chemistry, Purdue University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שני פרוטוקולים לקביעת המתח שיווי משקל (EST) ערכים באמצעות שיטת הבועה המתעוררים (EBM) ושיטת בועת הספינינג (SBM) מוצגים עבור השלב המכיל מימית המכילים ממים נגד האוויר.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מדגימים שני פרוטוקולים חזקים לקביעת המתח משטח שיווי משקל (EST) ערכים עם בדיקות אזור הפרטורציה. ערכי EST צריכים להיות נחושים בעקיפין מערכי מתח פני השטח הדינאמי (DST) כאשר המתח של פני השטח (ST) במצב יציב ויציב נגד רטבאליות. שיטת הבועה המתעוררים (EBM) ושיטת בועת הספינינג (SBM) נבחרו, כי, עם שיטות אלה, זה פשוט להציג את האזור רטבאליות תוך המשך מדידות מתח דינמי. התרחבות פתאומית או דחיסה של בועת אוויר שימשו כמקור לשימוש בשטח עבור ה-EBM. עבור SBM, שינויים בתדר הסיבוב של הפתרון לדוגמה שימשו כדי לייצר שטח רטבאליות. טריטון X-100 תמיסה מימית של ריכוז קבוע מעל הריכוז מיצלה הקריטי שלה (CMC) שימש כפתרון מודל הסקר. ערך EST נחוש של ממשק אוויר/מים מודל מ-EBM היה 31.5 ± 0.1 mN · m-1 וכי מ sbm היה 30.8 ± 0.2 mN · m-1. שני הפרוטוקולים המתוארים במאמר מספקים קריטריונים חזקים ליצירת ערכי EST.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

קביעת המתח שיווי משקל (EST), או המתח הפנימי בשיווי משקל (EIFT), של ממשק אוויר/מים או שמן/מים מסוים, הוא צעד קריטי עבור יישומים במגוון רחב של תחומים תעשייתיים כגון החלטיות, שחזור שמן משופר , מוצרי צריכה ורוקחות1,2,3,4. ערכי מתח כאלה צריכים להיקבע בעקיפין ממתח הפנים הדינמי (DST) או מהמתח הפנימי הדינמי (DIFT), משום שרק ערכי מתח דינאמיים ניתנים למדידה ישירה. במרווחי זמן קבועים נקבעים ערכי מתח דינאמיים (כלומר, מדידת ערכי המתח כפונקציה של זמן). ערכי מתח שיווי משקל נחשבים כקבועים כאשר ערכי שעון הקיץ נמצאים במצב קבוע. שיווי משקל אמיתי ערכי מתח מבוסס....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. מפרט מכשיר מינימלי

  1. הכינו מדידת מהירות עבור ה-EBM עם המפרט הבא: (i) מערכת שליטה על נפח הגז החילוק; (ii) מצלמה ללכידת תמונת הבועה; (iii) תוכנת ניתוח תמונה לפתירת משוואת לפלס-צעירה (משוואת משוואות LY) באמצעות אלגוריתם ניתוח צורת בועה axisymmetric11,12; ו (iv) תא המדגם מבוקרת טמפרטורה.
    הערה: בדרך כלל ניתן להשתמש בכלי עבור ה-EBM גם לשיטת הירידה בתליון, שבה נוצרת ירידה קטנה ותלויה אנכית מקצה מחט המזרק.
  2. הכינו מדידת מהירות עבור SBM עם המפרט הבא: (i) מחזיק שפופרת לדוגמה כי הוא מסוגל לסובב מחזיק צינור לדוגמה אופקית בתדרים סיבוב גבוה של לפחות 6,000 rpm; (ii) מצלמה עבור לכידת את התמונה של בועת ספ....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מתח משטח דינמי מתח משטח שיווי משקל של טריטון מימית X-100 פתרון עם EBM
ערכי SST של טריטון X-100 פתרונות נגד האוויר נמדדו, ואת היציבות שלהם נבדק 5 מ"מ פתרון מימית; CMC של החומרים הללו במים הוא 0.23 מ"מ14. SST1, 31.5 ± 0.1 mN · m-1, התקבל כ 20 s לאחר הבועה נוצרה (איור 3). לאחר כ -25 s, אזור פני השטח נדחס מ1 = 11.4 mm2 ל 2 = 9.0 Mm2 על ידי הפחתת נפח בועה מ v<.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ה-EBM ו-SBM הם שיטות פשוטות ואיתנות לקביעת ערכי מתח לממשקי אוויר/מים או שמן/מים בלחץ אטמוספירי. מידע תנאי מוקדם עבור שיטות אלה הוא הצפיפות של כל שלב, ולא מידע זווית המגע נדרש לקביעת ערכי המתח9. המגבלה העיקרית של הטכניקות היא כי הדגימות צריך צמיגות נמוכה, ולהיות חד פאזי או מתחת מסיסות החומרים. שני הפרוטוקולים, ה-EBM ו-SBM, משמשים למדידת ערכי שעון קיץ כדי לפקח עליהם כפונקציה של זמן. כאשר מגיעים לערך SST, היציבות של ערך SST נבדק על-ידי מדידת שעון הקיץ לאחר החלת רטבאליות שטח. לאחר מכן, ניתן להוציא ערכ.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

. למחברים אין מה לגלות

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים אסירי תודה לחברת הנפט החלוצית (וינסנס, IN) לתמיכה כספית.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
10 ומיקרו; L, דגם 1701 SN SYR, NDL מלט, מד מותאם אישית, אורך, סגנון נקודההמילטון80008מד: 26 שניות, אורך מחט: 2.5 אינץ ', סגנון נקודה: 2
אנטון פאר מד צפיפותאנטון פארDMA 5000
מערכת טיהור מים MicroPure Barnstead ThermoFisher Scientific50132374
טנסיומטר בועות מתעוררRamé-Hart Instrument Companyדגם 790
טנסיומטר בועות מסתובבDataPhysics InstrumentsSVT 20
Triton X-100Sigma-AldrichX100

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Shah, D. O., Schechter, R. S. Improved oil recovery by surfactant and polymer flooding. , Academic Press Inc. New York. (1977).
  2. Hiemenz, P. C., Rajagopalan, R. Principles of Colloid and Surface Chemistry. , Marcel Dekker, Inc. New York. (1997).
  3. Adamson, S. W.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Triton X 100Laplace Young

מאמרים קשורים