ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование мелкодисперсной составляющей эмульсии из "Обезвоживание и обессоливание нефтей" Промысловые эмульсии являются полидисперсными системами с размерами капель от долей микрона и более. Основные трудности при подготовке нефтей обусловлены мелкодисперсной составляющей эмульсии, которая может образовываться при дроблении капель в турбулентном потоке, при коалесценции капель за счет образования мелкодисперсных сателлитов, при дроблении капель в электрическом поле. [c.77] Рассмотрим кратко каждый из этих процессов. [c.77] Нахождению зависимости критического радиуса капли при дроблении от различных характеристик сплошной и дисперсной фаз посвящено большое число работ. Приведем основные из полученных в них результатов. [c.77] Соотношение (5.2) выведено для случая однородного и изотропного турбулентного потока. Вблизи стенки поток становится существенно неоднородным и неизотропным. Частично это объясняется тем, что на расстоянии д от стенки масштаб пульсаций ограничен условием Поэтому чем ближе к стенке капля, тем с большей вероятностью она будет раздроблена, так как на нее действуют только мелкомасштабные пульсации. Это подтверждается и экспериментальными наблюдениями 188—91]. [c.78] Ниже даны значения R p, рассчитанные по формуле (5.3) прн прежних значениях входящих в нее параметров. [c.78] В работе [99] выводятся соотношения, уточняющие (5.3) путем учета зависимости от вязкости не только сплошной, но и дисперсной фазы. Там же исследуются соотношения, определяющие зависимости / р от диаметра трубы. Однако существенных поправок к соотношению (5.3) не получено. [c.78] Рассмотрим дробление капли в электрическом поле. Имеется несколько теоретических и экспериментальных работ [92—95], посвященных этому вопросу. Однако во всех работах анализируется поведение не капель эмульсии, а капель аэрозоля, точнее, дождевых капель размером от 0,1 до 1 см в атмосфере при напряженности поля 10 кВ/см. [c.79] помещенная в электрическое поле напряженностью Е, поляризуется и деформируется, принимая форму эллипсоида, большая ось которого параллельна направлению электрического поля. Степень деформации, которая определяется отношением полуосей эллипсоида, зависит от напряженности поля Е. Существует некоторое значение Е р, при котором деформация капли может привести к ее разрыву. Условие равновесия для капли реализуется при равенстве суммы внешних сил, действующих на единицу ее поверхности, силе межфазного поверхностного натяжения. Поскольку электрическое поле в окрестности поверхности капли неоднородно, условие равновесия характеризует локальное равновесие, а не равновесие всей капли. В работе [92] это условие равновесия рассмотрено для полюсов и для экватора капли в связи с тем, что именно в этих точках деформации поверхности максимальны. Показано, что устойчивость капли зависит от безразмерного параметра х=Е (Я/а) значение которого в момент потери устойчивости равно 1,625. [c.79] Ниже даны значения р для различных величин Я при а=ЗХ ХЮ Н/см и х = 1,625. [c.79] Как видно из приведенных данных, для капель размером 10 см, р 2,5 кВ/см. Капли же размером 1 см теряют устойчивость при кВ/см. Поскольку нас интересуют поля от 1 до 3 кВ/см , можно заключить, что изолированные мелкие капли в электрических полях такой напряженности дробиться не будут. [c.80] Из приведенных данных видно, что наиболее значительное изменение X происходит на расстояниях, меньших радиуса капли. Следовательно, при сближении капель на расстояние, меньше радиуса капли, они могут потерять устойчивость и при незначительных внешних электрических полях. В то же время на столь близких расстояниях станет существенной сила притяжения капель, которая будет способствовать коалесценции дробящихся капель. [c.80] До сих пор мы рассматривали процессы дробления капель, которые приводят к образованию мелкодисперсной составляющей водонефтяной эмульсии. Однако мелкие капли могут образовываться не только при дроблении капель, но и при их коалесценции. Было экспериментально установлено, что одиночная капля может коалесцировать на плоской поверхности межфазного раздела в несколько этапов, на каждом из которых образуется более мелкая (по сравнению с коалесцирую-щей) капелька-сателлит. В работе 196] наблюдалось до вo ь ш последовательных этапов коалесценции. В работе 197] авторы описывают экспериментальные наблюдения, доказывающие образование мелкодисперсных сателлитов при коалесценции отдельных капель дисперсной фазы. Если коалесценция идет в электрическом поле с напряженностью несколько десятков вольт на 1 см и более, мелкодисперсные сателлиты не образуются. Этот интересный факт подробно исследовался в работах [96—99]. [c.80] Вернуться к основной статье