Gözenek çaplı olay süreçleri gözenekli ortamda petrol kurtarma uygulamaları için karakterize için mikrosıvısal aygıtlar

Bu prosedürün genel amacı, yağ geri kazanım çalışmalarında kullanılmak üzere özelleştirilebilir geometriye sahip bir mikroakışkan cihazı hızlı bir şekilde üretmektir. Bu yöntem, gözenekli ortamlarda çok fazlı akışları inceleyebilmemizi sağlar. Bu tür karmaşık akışları gerçekten görselleştirebilmek için mikroakışkan sistemleri kullanarak, büyük ölçekli rezervuar sistemleri için daha iyi gelişmiş petrol geri kazanım yöntemleri tasarlayabiliriz.

Bu tekniğin temel avantajı, verileri ve farklı gelişmiş yağ geri kazanım yöntemlerini güvenli ve uygun maliyetli bir şekilde hızlı bir şekilde toplamamıza olanak sağlamasıdır. Bu yöntem, gelişmiş yağ geri kazanım mekanizmaları hakkında bilgi sağlayabilir. CO2 tutma ve akifer iyileştirme gibi diğer sistemlere de uygulanabilir.

Başlamak için, CAD yazılımı kullanarak bir dizi gönderiyle dolu dikdörtgen bir kanaldan oluşan bir fotoğraf maskesi tasarlayın. Bu deseni 20 mikron foto direnç ile kaplanmış silikon bir gofret üzerinde ortaya çıkarın. Ve beraberindeki metin protokolünde açıklandığı gibi bir PDMS kalıbı oluşturmak için bu master'ı kullanın.

Temiz PDMS kalıp desenini yukarı bakacak şekilde tozsuz 150 milimetre plastik petri kabının altına yerleştirin. PDMS'nin plastiğe 10 saniye yapışmasına izin verin ve ardından PDMS'nin yüzeyini şeffaf plastik bantla koruyun. Prosedür bu noktada duraklatılabilir.

Daha sonra, bandı desen yüzeyinden çıkarın ve kalıbın üst yüzeyinin yaklaşık 0,9 santimetre üzerinde bir derinliğe kadar tabağa optik yapıştırıcı dökün. Oluşan kabarcıkları nazikçe çıkarmak için pamuklu çubuk kullanın. Şimdi, optik yapıştırıcıyı, ekteki metin protokolünde açıklandığı gibi bir UV ışıkla sertleştirme sistemi kullanarak sertleştirin.

Ardından, optik yapıştırıcıyı kalıptan dikkatlice çıkarmak için bir kutu kesici kullanın. Ardından, tasarımın kenarındaki fazla optik yapıştırıcıyı çıkarmak için sağlam bir makas kullanın. PDMS kalıbını optik yapışkan diskten yavaşça soyun.

1 milimetrelik bir biyopsi zımbası ile cihazda bir giriş, bir çıkış ve tahliye delikleri oluşturun. Son olarak, optik yapıştırıcının ve PDMS yüzeylerinin desenli kısımlarını korumak için şeffaf bant kullanın. Bir spin kaplayıcıya yeni bir cam slayt yerleştirin ve slaytın üzerine bir milimetre optik yapıştırıcı dağıtın.

Slaytı iki adımda döndürerek kaplayın. Önce 500 RPM'de beş saniye döndürün ve ardından RPM'yi 4000'e yükseltin ve 20 saniye döndürün. Alt tabakayı hızlı bir şekilde UV ışığı işlemine aktarın ve UV ışığı altındaki ince optik yapışkan tabakayı 30 saniye boyunca kısmen sertleştirin.

Ardından, optik yapışkan döküm deseni yukarı bakacak şekilde ve alt tabakayı kaplanmış tarafı yukarı bakacak şekilde bir oksijen plazma temizleyiciye yerleştirin. 540 militorr'a kadar bir vakum çekin. Ve sonra plazma yüzeyi 20 saniye boyunca tedavi eder.

Bittiğinde, parçaları çıkarın ve tüm istenmeyen hava cepleri en aza indirilene veya çıkarılana kadar işlenmiş iki yüzeyi birbirine sıkıca bastırın. Ardından, cihazı tekrar UV ışığının altına yerleştirin ve 20 dakika boyunca tamamen kürleyin. Ardından, cihazı 18 saat boyunca 50 santigrat dereceye kadar ısıtılmış sıcak bir plakaya yerleştirin.

Bittiğinde, cihazdaki bağlantı noktalarının her birine altı inç uzunluğunda 0.58 milimetre ID düşük yoğunluklu polietilen boru segmentleri yerleştirin. Ardından, boruyu yerine sabitlemek için hızlı ayarlı bir epoksi ekleyin. Mikroakışkan cihazı, yüksek hızlı bir kamera ile donatılmış ters çevrilmiş bir mikroskop üzerine sabitlemek için bant kullanın.

4x reklam verme amacını seçin ve bir ilgi alanına odaklanın. Burada, cihazın giriş bölgesi gösterilir. Ardından, 23 gauge endüstriyel dağıtım ucu ile donatılmış 10 mililitrelik bir cam şırıngaya üç mililitre ham veya modal yağ yükleyin.

Şırıngayı şırınga pompası tutucusuna sabitleyin ve şırınga pompası ayarlarında uygun çap değerini ayarlayın. Ardından, yer değiştiren sıvının bir mililitresini 23 gauge endüstriyel dağıtım ucu ile donatılmış üç mililitrelik plastik bir şırıngaya yükleyin. Şırıngayı şırınga pompası tutucusuna sabitleyin ve tekrar şırınga pompası ayarlarında uygun çap değerini ayarlayın.

İğne ucunu boruya sokarak yer değiştirme sıvısını cihazın girişine bağlayın. Ardından, yağ dolu şırıngayı bağlantı noktasına bağlayın. Yağı cihazın çıkış portuna saatte iki mililitre olarak akıtmaya başlayın, aynı anda yer değiştirme sıvısını saatte 0,8 mililitre giriş portuna akıtın.

Bu gösteri için isteğe bağlı köpük jeneratörü kullanılacaktır. Zenginleri, iki sıvının her ikisi de tahliye portundan dışarı akana kadar 20 mililitrelik bir cam şişeye toplayın. Yer değiştiren sıvı gözenekli ortama girmemeli, bunun yerine kamera yerine oturana ve çekim başlayana kadar doğrudan kanalizasyondan dışarı çıkmalıdır.

İlgilenilen alanı, istenen fenomeni yakalamak için yeterince hızlı bir kare hızında gözenekli medya cihazında çekmeye başlayın. Ek olarak, %100 yağa doymuş alanın hareketsiz bir görüntüsünü yakalayın. Ardından, tahliye borusunu beş santimetrelik bir bağlayıcı klipsle sıkıştırırken yağda akan boruyu hızlı ve aynı anda kesin.

Yağ yer değiştirmesi sabit duruma ulaşana veya kameranın belleği bitene kadar yer değiştiren sıvının cihazı istila etmesine izin verin. Yağa doymuş bir mikro modelden elde edilen tipik sonuçlar burada gösterilmektedir. Kırılma bölgesinde köpük, beklendiği gibi daha düşük geçirgenliğe sahip matrislere yönlendirilir.

Köpük, kıstırma ve lamel bölme olarak tanımlanabilecek iki ana mekanizma aracılığıyla üretilir. Köpük tahribatı, birleşme, kılcal emme ve difüzyon kabalaşması şeklinde kolayca tanımlanabilir. Bu yöntemi takiben, bu mikroakışkan sistemleri, alkali taşma, polimer taşması, yüzey aktif madde taşması gibi diğer gelişmiş yağ geri kazanım süreçlerini incelemek için kullanabilir ve bunları akifer ıslahı gibi diğer karmaşık gözenekli ortam süreçlerini incelemek için kullanabiliriz.

Yani başka bir ilgi alanı aslında bu mikroakışkan cihazları karbon yakalama ve tutma işlemlerini incelemek için kullanmaktır. Bu mikroakışkan sistemler aracılığıyla karbondioksitin gözenekli ortam içinde hapsolduğu mekanizmaları gerçekten görebiliriz.