Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Зарядка капель воды в нефтепродукте
Процесс удаления капель из нефтепродукта под действием электрического поля определяется величиной заряда капель. Для суждения о возможном механизме зарядки капель воды в нефтепродукте рассмотрим ионный состав нефтепродуктов. Вода и нефтепродукты характеризуются следующими значениями диэлектрической проницаемости ε, удельной проводимости γ и коэффициента динамической вязкости μ:
Под воздействием сильных электрических полей в диэлектрических жидкостях - нефти и нефтепродуктах - начинается процесс диссоциации - образования положительных и отрицательных ионов. Электрическое поле заставляет двигаться разноименно заряженные ионы в объеме жидкости. В результате около электродов создаются области с избыточным содержанием ионов одного знака. С ростом концентрации ионов в объеме увеличивается вероятность столкновений разноименно заряженных частиц, сопровождающихся рекомбинацией. Устанавливается динамическое равновесие между образующимися и рекомбинирующими ионами. Движение ионов в нефти, которая имеет гораздо большую вязкость, чем вода, вызывает движение жидкости и в ее объеме образуются электрогидродинамические потоки. Это происходит потому, что движение ионов в вязкой жидкости передается нейтральным частицам, а это, в свою очередь, приводит к интенсивному перемешиванию жидкости, увеличивая интенсивность взаимодействия капель. Капли в нефтепродукте могут приобретать заряд по контактному механизму или в результате осаждения ионов в электрическом поле в объеме нефтепродукта. Капля воды при контакте с электродами в электрическом поле приобретает заряд, совпадающий по знаку с полярностью электрода. Как только капля оторвется от электрода, заряд с нее начинает стекать благодаря проводимости нефти.
Из приведенной оценки видно, что капля воды в нефти быстро теряет свой заряд и в этом случае индукционная зарядка неэффективна.
Для светлых нефтепродуктов оценка времени релаксации дает значение τ = 2с. Здесь индукционная зарядка становится эффективной, так как капля не успевает потерять заряд. В соответствии с теорией индукционной зарядки частиц, сферическая частица на электроде моделируется полуэллипсоидом вращения с соотношением осей в / а = с / а = 0,5 (а - длина полуоси в направлении перпендикулярном электроду и в - радиус сферической частицы) и величина заряда такой модели равна (1.10) Кроме того, известна более точная формула, относящаяся непосредственно к сфере радиуса в. (1.11)
Различие между значениями заряда по (1.10) и (1.11) составляет 12%. Рассмотрим зарядку капель воды в объеме нефтепродукта в электрическом поле. В общем случае в объеме нефтепродукта находятся и положительные и отрицательные ионы. За счет их осаждения на капле воды происходит зарядка. В соответствии с теорией ионной зарядки предельный заряд капли воды равен
где qm =12 πε 0 a 2 E, a - радиус капли, γ v+= en + k += ρ + k + γ v-= en - k -= ρ - k - - удельные проводимости, определяемые соответственно положительными и отрицательными ионами. Результирующая проводимость γ v = γ v+ + γ v-. Подвижности положительных и отрицательных ионов примерно равны, т.е. k += k -. Кроме того, представим плотность объемного заряда ионов в следующем виде ρ += ρ ср и ρ -= ρ ср+Δ ρ, где ρ ср- часть плотности объемного заряда одинаковая для положительных и отрицательных ионов; Δ ρ - превышение плотности заряда одного из видов ионов, в данном случае, отрицательных ионов. Тогда (11.11) перепишется в виде:
Учтем увеличение проводимости среды за счет диссоциации в электрическом поле, т.е.
где γ vo - проводимость среды при отсутствии поля, k ус(Е) - коэффициент увеличения проводимости за счет диссоциации. Воспользуемся далее моделью одномерного слоя объемного заряда плотностью Δ ρ и толщиной h, чтобы записать выражение для напряженности этого слоя
Если напряженность поля, создаваемая избыточным зарядом, соизмерима со средним полем в установке, т.е. Е ср= Е сл то из (1.14) и (1.15) получим
В табл. 1.2 представлены значения заряда по отношению к максимально возможному (предельному) q / q m в зависимости от проводимости среды при следующих условиях h = 0,05 м, Е ср= 5·105 В/м, k ус(Е) = 2,5.
Из представленных в таблице данных следует, что на каплях воды в нефти не может накапливаться сколь-нибудь значительный заряд. Объемная зарядка капель воды эффективна для светлых нефтепродуктов с высоким удельным сопротивлением. Для нефти можно рекомендовать коалесценцию в электрическом поле с участием механизма поляризации.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 127; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.221.85.33 (0.008 с.) |