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
Заключение
В проекте произведена реконструкция цеха первичной
переработки нефти и получения битума на ОАО «Сургутнефтегаз». Спроектирована
печь, которая обеспечит технологический процесс необходимым количество ...