Электрокинетические явления при фильтрации жидкости в пористой среде
Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: цивилизация реферат, реферат безопасность
Добавил(а) на сайт: Твардовский.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 | Следующая страница реферата
Главным узлом в экспериментальной установке является кернодержатель специальной конструкции, который включает в себя (рис. 3): цилиндрический корпус 1, с центральной трубкой 2, между которыми установлен кольце образный образец пористой среды 3, зажатый между фторопластовыми шайбами 4 и герметизирующими втулками 5. Необходимый упор осуществляется крышками 6,
Рис.3 Кернодержатель для изучения электрокинетических явлений.
герметизация втулок производиться нефтестойкими кольцами 8, установленными в канавках, прижатыми сальниками 9. Для подачи жидкости в пористую среду служит кольцо 7, в котором имеются посадочные места для вентилей.
Для создания внешнего электрического поля в кольцевых выточках втулок установлены электроды 11, от которых отходят выводы 10 для подключения к источнику электрического поля, на корпусе и центральной трубке по окружности просверлена система отверстий, образующих своеобразную сетку, которые служат для равномерной подачи и выхода жидкости в пористой среде и эффективного отбора заряда из потока жидкости.
Размеры электродов 11 выбраны из соображений малости искажения линий напряженности электрического поля, и чтобы уменьшить вероятность пробоя, при больших напряжениях. Все это ведет к уменьшению возникающих нелинейных факторов.
Конструкция кернодержателя позволяет изменить высоту и толщину кольца
образца пористой среды. Все это дает возможность исследовать
электрокинетические явления в образцах пористых сред в большом интервале
проницаемости. В качестве прибора, регистрирующего потенциал протекания и
тока течения, используется электрометрический усилитель У5-7, обладающий
большим входным сопротивлением и малыми токами утечки и позволяющий
измерить постоянные и медленно меняющиеся токи положительно заряженных
частиц от источников с большим внутренним сопротивлением, а также Э.Д.С..
Погрешность самого прибора составляет 4 % для Э.Д.С. и 6 % для токов.
Для повышения точности отсчета к выходу усилителя подключается вольтметр
8, типа В7-27. Источником электрического поля 7 служит универсальный
источник питания УИП-1, позволяющий подавать стабилизированное напряжение
на электроде, при малой величине пульсаций выходных напряжений. Для подачи
жидкости в пористую среду использовалась 3-х литровая колонка высокого
давления 3, которая заполнялась исследуемой жидкостью. Давление в колонке
поддерживалось с помощью баллона 1. Вытекающая из кернодержателя жидкость
собиралась в мерный цилиндр 11.
В качестве пористой среды в экспериментах использовался искусственный керн из огнеупорной керамики. Керн в виде кольца с тщательно прошлифованными торцами, зажимается между фторопластовыми шайбами с помощью герметизирующих втулок 5 и крышек 6. Вследствие достаточной эластичности фторопласта, керн вжимался в него, этим самым исключалось проскальзывание фильтрующей жидкости вдоль фторопластовой шайбы, которая одновременно служила для изоляции электродов от керна. Далее кернодержатель насыщался под вакуумом исследуемой жидкостью и подключался к установке. В качестве адсорбируемых жидкостей использовались дистиллированная вода и очищенное фильтрацией через селикагель и активированный сульфоуголь, трансформаторное масло.
Проницаемость пористой среды определялась для радиальной фильтрации по формуле
[pic] (3.2) где ? – вязкость жидкости,
Q – расход жидкости,
D – наружный диаметр керна, d – внутренний диаметр керна, h – высота керна,
?p – перепад давления между входом и выходом пористой среды.
Как следует из теории Гельмгольца-Смолуховского, потенциал протекания описывается формулой
[pic] (3.3) где ? – диэлектрическая проницаемость жидкости,
?p – перепад давления,
? – электрический потенциал,
?- удельная электропроводимость,
? – вязкость, а ток течения
[pic] (3.4) где Q – расход жидкости в единицу времени.
Сравнивая формулы (3.3) и (3.4) можно получить:
[pic] (3.5)
Как видно из этих формул, электрокинетические явления в насыщенных пористых средах можно изучать, измеряя потенциал или ток протекания. Для воды измеряется потенциал протекания, а для трансформаторного масла – ток течения.
Методика проведения экспериментов сводилась к измерению потенциала протекания или тока течения при различных расходах жидкости, зависящих от перепада давления, как без наложения, так и с наложением внешнего постоянного электрического поля.
В процессе эксперимента исследуемая жидкость из колонки 3 под давлением, создаваемым баллоном 1 поступила в кернодержатель и, пройдя через пористую среду, собиралась в мерном цилиндре 11.
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: готовые рефераты, конспекты 4 класс.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 | Следующая страница реферата