Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 [ 92 ] 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

9 гк (ло фоо too т fioo *боо 800 гох ггоо

Рис. 1. Зависимость эффективной вязкости (?7э) 1% суспензии церезина в вазелиновом масле от градиента скорости течения {Sv) в капиллярных вискозиметрах. I - в вискозиметре Оствальда, П - в U-образном вискозиметре, П1 - в вискозиметре Уббелоде, IV - вазелиновое масло в вискозиметрах I, И, П1.

Капилляры, размеры в см. Обозначения Длина Радиус

а б в г

25 25

5 35

3,4 50

0,0125 0,0125 0,0333 0,0072 0,0215 0,0125 0,0049 0,0760

пензии глин и взвеси парафина в маслах не формировали второго или третьего вида потока. Роль коагуляционного взаимодействия в развитии структуры потока видна из табл. 1, из которой следует, что характер течения определяется также числом и прочностью коагуляционных связей.

Таблица 1

Влияние концентрации NaCl на кинематическую структуру истока диа-лизированной суспензии 1-3 микронной фракции Na-каолина.

(Скорость сдвига 1,05 см/сек)

При первом виде течения у разбавленных систем можно с

достаточной точностью измерить статическое предельное напряжение сдвига. В случае очень малых значений в этот способ относится к числу наиболее чувствительных. Хотя в общем первый вид течения отвечает системам со статическим, а второй - с динамическим предельным напряжением сдвига, но полного соответствия между микро- и макрореологическими определениями нет, вследствие различия в чувствительности методов и влияния расстояния от стенок сосуда на предел текучести «мягких» дисперсных систем.

Распределение скоростей сдвига второго вида течения неоднородно (рис. 2). На отдельных участках оно может быть близко к куэттовскому, в то время как на других - скорость периодически меняет направление, что указывает на циркуляцию. Локальная турбулентность при низких значениях числа Рейнольдса, в конечном счете, приводит к снижению его критического значения, отмеченное еще в первых работах по вискозиметрии коллоидов [Г.

В потоке выделяются несколько участков движущихся как одно целое в течение значительного времени. Такие застки образуются в области средних, а иногда и наибольших значений приложенного напряжения (у подвижного цилиндра), что указывает на механическую неоднородность коагуляционных структур.

Второй вывод, который можно сделать, заключается в непри-

менимости интегральной вязкости для характеристики прочности коагуляционных связей частиц в случае второго вида течения. Токальная вязкость 1,0-2,5% суспензии церезина в вазелиновом масле и 5-10% водной суспензии 3-8-микронной фракции асканита, к которому добавлены нейтральные электролиты, варьирует в широких пределах не только с увеличением расстояния от движущегося цилиндра, что можно объяснить уменьшением напряжения и скорости сдвига, но и на одинаковом расстоянии от него. Впрочем, со временем колебание вязкости на равноудален-

ных от внешней поверхности сдвига участках потока уменьшается и становится периодичным. Если исключить участки потока, движущиеся с одинаковой скоростью, то в суспензиях церезина г]л варьировала в пределах 3-х десятичных порядков, асканита - 4-х. Во всех слзаях щ > щ> ц

Таким образом, результаты изучения кинематики течения разбавленных золей и суспензий подтверждают выводы П. А. Ребиндера и его сотрудников об обоснованности щ и rjm в качестве

реологических параметров жидкостей с аномальной вязкостью и отсутствии физического смысла у случайных значений эффективной вязкости этих систем.

Значение rjm может быть выше вязкости неагрегированной дисперсной системы. Это видно, в частности, на примере структурированных золей Ре(ОН)з, подчиняющихся закону Пуазейля [15], у которых при всех градиентах скорости ньютоновское распределение скоростей сдвига, но вязкость в 1,5-3,0 раза выше, чем у равноконцентрированныхи равнодисперсных неструктурированных золей. Величина rjm не зависит от прочности связи частиц и может быть использована для оценки объема структурированной фазы if с или лучше - прироста объема в результате структурообразования, т.е. отношения (/с/о-

Теория вязкости коллоидных растворов приводит, пренебре-

гая членами высшего порядка, к следующей зависимости:

2 о-

Если все исследователи придают первому коэффициенту эйнштейновское значение [2,5], то принятая модель частиц и обра-

Получены разбавлением золей предварительно старевших много месяцев. При разбавлении происходит частичная деструкция за счет разрыва более слабых связей [4,6]. Возможно, что оставшиеся связи во времени перешли из коагуляционных в кристаллизационные.