Электрокинетические явления при фильтрации жидкости в пористой среде
Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: цивилизация реферат, реферат безопасность
Добавил(а) на сайт: Твардовский.
1 2 3 4 5 | Следующая страница реферата
Министерство общего и профессионального образования РФ
Башкирский государственный университет
Физический факультет
Кафедра прикладной физики
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема: «Электрокинетические явления и их роль при фильтрации углеводородной жидкости в пористой среде»
Выполнил: студент III курса группы ФГД Магадеев А.В.
Научный руководитель:
Академик РАЕН, член-корр.
АН РБ, доктор физ. - мат. наук, проф. Саяхов Ф.Л.
Уфа-1999
Оглавление
1. Физика электрокинетических явлений 3
2. Потенциал и ток течения фильтрации жидкости в пористой среде. Методы их экспериментального исследования 7
3. Электрокинетические явления при воздействии внешнего электрического поля 9
4. Электрокинетические явления в нефтедобыче 15
ЛИТЕРАТУРА 17
1. Физика электрокинетических явлений
Электрокинетические явления определяют многие особенности фильтрации
жидкостей через пористые среды. Эти особенности, очевидно, связаны с
электрофизическими свойствами, как пористой среды, так и насыщающей
жидкости. Эти явления связаны с наличием ионно-электростатических полей и
границ поверхностей в растворах электролитов (двойной электрический слой).
Распределение ионов в электролите у заряженной поверхности пористой среды
имеет диффузный характер, т.е. противоионы не располагаются в каком-то
одном слое, за пределами которого электрическое поле отсутствует, а
находиться у поверхности в виде “ионной атмосферы”, возникающей вследствие
теплового движения ионов и молекул жидкости. Концентрация ионов, наибольшая
вблизи адсорбированного слоя, убывает с расстоянием от твердой поверхности
до тех пор, пока не сравняется со средней их концентрацией в растворе.
Область между диффузной частью двойного слоя и поверхностью твердого тела
называют плотной частью двойного электрического слоя (слой Гельмгольца) на
рисунке 1 схематически показано распределение потенциала в двойном
электрическом слое (при отсутствии специфической, т.е. не
электростатической адсорбции). Толщина плотной части d двойного
электрического слоя приблизительно равна радиусу ионов, составляющих слой.
Рис. 1: Распределение потенциала в двойном электрическом слое
( - потенциал между поверхностью твердого тела и электролитом, ? - потенциал диффузной части двойного слоя
Толщина диффузной части ? двойного слоя в очень разбавленных растворах
составляет несколько сотен нанометров.
При относительном движении твердой и жидкой фазы скольжение происходит не у
самой твердой поверхности, а на некотором расстоянии, имеющем размеры, близкие к молекулярным.
Интенсивность электрокинетических процессов характеризуются не всем скачком потенциала между твердой фазой и жидкостью, а значит его между частью жидкости, неразрывно связанной с твердой фазой, и остальным раствором (электрокинетический потенциал или ? – потенциал). Наличие двойного электрического слоя на границах разделов способствует возникновению электрокинетических явлений (электроосмоса, электрофореза, потенциала протекания и др.). Все они имеют общий механизм возникновения связанный с относительным движением твердой фазы. При движении электролита в пористой среде образуется электрическое поле (потенциал протекания). Если на пористую среду будет действовать электрическое поле, то под влиянием ионов происходит движение раствора электролита в связи с тем, что направленный поток избыточных ионов диффузного слоя увлекает за собой массу жидкости в пористой среде под действием трения и молекулярного сцепления. Этот процесс называется электроосмосом. При действии электрического поля на смесь дисперсных частиц происходит движение дисперсной фазы. Это называется электрофорезом. В таком случае частицы раздробленной твердой или жидкой фазы переносятся к катоду или аноду в массе неподвижной дисперсной среды.
По природе электрофорез зеркальное отображение электроосмоса, и поэтому
эти явления описываются уравнениями имеющими одинаковую структуру.
Количественно зависимость скорости электроосмоса от параметров
электрического поля и свойств пористой среды и жидкостей описывается
формулой Гельмгольца-Смолуховского:
[pic] (1.1) где v - расход жидкости под действием электроосмоса;
S – суммарная площадь поперечного сечения капиллярных каналов пористой среды;
? – падение потенциала в подвижной части двойного слоя (дзета- потенциал);
D – диэлектрическая проницаемость; h = E/L – градиент потенциала;
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: готовые рефераты, конспекты 4 класс.
1 2 3 4 5 | Следующая страница реферата