Гистерезис - смачивание
Cтраница 2
Следовательно, гистерезис смачивания зависит от прочности сцепления с твердой поверхностью молекул нефти и воды. При вытеснении нефти водой это сцепление препятствует перемещению по твердой поверхности непосредственно к ней прилегающих слоев нефти. [16]
Само наличие гистерезиса смачивания на гидрофобной стальной поверхности в значительной степени обусловливает принципиальную возможность закрепления периметра нефтяной капли на стенке трубопровода, если даже последняя смочена водой. В том случае, кгода в качестве водной фазы используется чистая вода, процесс гидрофилизации стенок оказывается малоустойчивым. Возникающие на стенках гидрофильные слои не создают серьезного препятствия для прилипания нефтяных капель при их ударениях о стенки трубы. При этом происходит закрепление периметра капли на стенке, в результате чего при последующем диспергировании и отрыве нефтяной капли на стенке остается след от неудаляемой части нефти. Площадь таких мозаично расположенных гидрофобных участков постепенно возрастает, и на стенке образуется сплошная нефтяная пленка. [17]
Природа явления гистерезиса смачивания до сих пор окончательно не выяснена. [18]
Основной причиной гистерезиса смачивания, в особенности водой, является постоянное присутствие на твердых поверхностях адсорбированных посторонних веществ. К ним прежде всего относится воздух, к которому жидкости практически не проявляют адгезии. Сорбированная воздушная пленка на твердой поверхности препятствует смачиванию ее жидкостью. После взаимодействия с жидкостью происходит полное или частичное удаление пленки воздуха и замена ее смачивающей жидкостью, в результате чего смачивание улучшается и уменьшается краевой угол при оттекании. На поверхности всех так называемых воздушно-сухих твердых тел всегда содержится некоторое количество сорбированного из воздуха водяного пара. Вследствие этого поверхностная энергия твердого тела на границе с воздухом от г изменяется по сравнению с таковой абсолютно сухих твердых тел. Капля воды, нанесенная на поверхность, сорбировавшую влагу из воздуха, прежде всего будет взаимодействовать не непосредственно с твердой поверхностью, а с адсорбционным водным слоем. Однако если с твер-дои поверхности предварительно удалить сорбированные пары воды, то в процессе смачивания они вновь адсорбируются поверхностью Xj из соприкасающегося с ней объема воды, по-видимому, вследствие миграции молекул по поверхности. [19]
Высокие значения гистерезиса смачивания, наблюдающиеся у поверхностно-активных веществ, также объясняются переориентацией молекул поверхностного слоя, происходящей на границе с водой. Наибольшие значения гистерезиса смачивания наблюдаются для жидкостей с низким поверхностным натяжением ( например, углеводороды), которые почти одинаково хорошо смачивают как полярные, так и неполярные поверхности. [20]
В пластовых условиях гистерезис смачивания осложняется влиянием остаточной воды, которая, по-видимому, способствует улучшению смачивания поверхности капиллярных каналов вытесняющей водой. [21]
В пластовых условиях гистерезис смачивания осложняется наличием остаточной воды, которая, по-видимому, способствует улучшению смачивания поверхности капиллярных каналов вытесняющей водой. [23]
Кроме того, гистерезис смачивания обусловливается сорбированными на твердых поверхностях пленками поверхностно-активных соединений, в особенности жирных веществ, чрезвычайно легко осаждающихся на поверхностях даже при кратковременном взаимодействии с атмосферным воздухом. Жидкая пленка даже мономолекулярной толщины и неплотной упаковки препятствует непосредственному взаимодействию смачивающей жидкости с твердой поверхностью и тем самым понижает работу адгезии. Однако после достаточно длительного соприкосновения с жидкостью эти пленки полностью или частично удаляются, в результате чего работа адгезии повышается, а краевой угол уменьшается. [24]
 |
Зависимость угла сма - [ IMAGE ] Углы смачивания при. [25] |
Имеется несколько причин гистерезиса смачивания. Из них чаще всего упоминают шероховатость поверхности подложки. [26]
 |
Поверхность правильных пирамид, моделирующая шероховатость. [27] |
На всех этих подкладках гистерезис смачивания выражен особенно сильно. Гуд [51] установил связь между шероховатостью поверхности и явлением гистерезиса смачивания чисто теоретическим путем по энергии, которой должна обладать деформирующаяся капля для того, чтобы ее периметр мог при смачивании преодолеть препятствие в виде той или иной неоднородности. [28]
Трудноподвижность периметра смачивания ( гистерезис смачивания) приводит к тому, что в течение некоторого промежутка времени периметр смачивания способен противостоять повышенной внешней силе, стремящейся нарушить равновесие между действующими поверхностными силами. Совершенно очевидно, что молекулярно-поверхностные характеристики нефтей в значительной степени определяют физико-химические условия процессов взаимного вытеснения воды и нефти в нефтяных коллекторах. Экспериментально было показано [85], что образование адсорб-ционно-сольватных слоев на поверхности зерен кварца содействует вытеснению воды с твердой поверхности частиц углеводородной жидкостью и, наоборот, препятствует вытеснению этой жидкости водой. Вытеснение водой углеводородной жидкости происходит тем успешнее, чем меньше ее полярность. Пользуясь трактовкой многих явлений, сопровождающих процесс вытеснения, данной Г. А. Бабаляном, можно в свою очередь охарактеризовать явления, которые имеют место в призабойной зоне при вскрытии пласта, а также при ремонте и освоении скважин. Неполярная углеводородная жидкость, как показывают исследования [68], у самой границы твердой поверхности сохраняет свою подвижность. По этой причине она легко смывается с твердой поверхности. Когда неполярная углеводородная жидкость содержит полярное вещество, то на твердой поверхности образуется слой углеводородной жидкости, который обладает аномальными свойствами. Слой этот, как и гидратный слой [56, 57], приобретает начало сдвига и большую вязкость. [29]
Ребиндеру принадлежат статьи: Гистерезис смачивания в процессах флотации и влия ние на него адсорбционных слоев, с. [30]
Страницы: 1 2 3 4