Metoda badania napięcia powierzchniowego produktów naftowych i wody
Napięcie powierzchniowe cieczy to napięcie działające wzdłuż dowolnej granicy na powierzchni cieczy, spowodowane brakiem równowagi przyciągania molekularnego w warstwie powierzchniowej cieczy. Mówiąc prościej, powierzchnia cieczy zachowuje się jak rozciągnięta elastyczna błona, dążąca do kurczenia się do minimalnej powierzchni.
Jest to spowodowane faktem, że odległość między cząsteczkami na powierzchni cieczy jest większa niż odległość między cząsteczkami wewnątrz cieczy. Powoduje to, że cząsteczki powierzchniowe podlegają sile przyciągania skierowanej do wnętrza cieczy, generując w ten sposób siłę kurczącą. Typowe przykłady obejmują krople wody tworzące kulisty kształt i małe owady mogące chodzić po powierzchni wody.
Cel eksperymentu：
Ocena jakości produktów naftowych: Ocena stężenia zanieczyszczeń (takich jak substancje powierzchniowo czynne) w oleju na podstawie wartości napięcia międzyfazowego, aby pośrednio odzwierciedlić czystość oleju.
Optymalizacja parametrów procesowych: Kierowanie regulacją parametrów, takich jak czas osiadania i temperatura podczas procesu rafinacji oleju, w celu poprawy wydajności separacji oleju i wody.
Zapobieganie awariom sprzętu: Nienormalne napięcie międzyfazowe może wskazywać na ryzyko osadzania się koloidów i asfaltów, wymagając wcześniejszego czyszczenia lub regulacji procesu.
Monitorowanie starzenia się oleju: Napięcie międzyfazowe zmienia się gwałtownie podczas początkowego etapu starzenia, co można wykorzystać do szybkiej oceny trendu tworzenia się szlamu.
Zapewnienie bezpieczeństwa sprzętu: Na przykład, zmniejszone napięcie międzyfazowe oleju transformatorowego sprawi, że będzie on podatny na wchłanianie wody, co pogarsza jego właściwości izolacyjne.
Instrumenty i próbki eksperymentalne
Próbki eksperymentalne：Produkty naftowe, woda
Instrument eksperymentalny：SH107 Automatyczny miernik napięcia międzyfazowego
，zgodny ze standardem GB/T6541.
Metoda testowania
I. Pobieranie próbek i przygotowanie
Użyj suchej strzykawki lub pipety, aby pobrać odpowiednią ilość próbki oleju do badania, unikając wtórnego zanieczyszczenia lub wprowadzenia pęcherzyków powietrza.
Wstrzyknij wodę dejonizowaną do komory testowej w ilości wystarczającej do pokrycia zakresu działania pierścienia.
Kontrola temperatury: Uruchom urządzenie termostatyczne i ustabilizuj temperaturę otoczenia do ustawionej wartości (np. 20°C). Kontynuuj operację dopiero po ustabilizowaniu się wahań temperatury.
II. Proces pomiaru napięcia międzyfazowego
Tworzenie interfejsu: Powoli wstrzyknij próbkę oleju do komory testowej, aby skontaktowała się z wodą dejonizowaną, tworząc wyraźny i stabilny interfejs olej-woda.
Obsługa metodą pierścieniową: Pionowo zanurz pierścień pomiarowy w interfejsie olej-woda, upewniając się, że płaszczyzna pierścienia jest równoległa do interfejsu. Wykryj siłę pociągową (spowodowaną napięciem) działającą na pierścień na interfejsie za pomocą czujnika instrumentu. Zapisz wartość po ustabilizowaniu się siły pociągowej i powtórz pomiar 2–3 razy, aby poprawić dokładność.
Rejestrowanie danych: Natychmiast zapisz wartość siły pociągowej i temperaturę otoczenia po każdym pomiarze. Jeśli dane są nieprawidłowe (np. nadmierne wahania), ponownie wyczyść pierścień i powtórz powyższe kroki.
III. Obliczanie i raportowanie wyników
Oblicz napięcie międzyfazowe: Na podstawie wartości siły pociągowej wyjściowej z instrumentu i w połączeniu z parametrami geometrycznymi pierścienia (np. obwodem), podstaw dane do standardowego wzoru, aby obliczyć współczynnik napięcia międzyfazowego.
Przykładowy wzór (uproszczony): Napięcie międzyfazowe = Siła pociągowa × Współczynnik korekcji / Obwód pierścienia
Wyniki eksperymentu：
Wynik eksperymentu wynosi 32,5 mN/m (mili niutonów na metr), co odzwierciedla intensywność sił międzycząsteczkowych na granicy olej-woda. Wartość ta jest zgodna z typowym zakresem (30–35 mN/m) dla podobnych produktów naftowych podanych w literaturze standardowej, co potwierdza wiarygodność eksperymentu.
