Testmethode voor oppervlaktespanning van aardolieproducten en water
Oppervlaktespanning van een vloeistof is de spanning die langs elke grens op het vloeistofoppervlak inwerkt, en die wordt veroorzaakt door de onbalans van moleculaire aantrekkingskracht in de oppervlaktelaag van de vloeistof. Simpel gezegd gedraagt het vloeistofoppervlak zich als een uitgerekte elastische film, die de neiging heeft samen te trekken tot een minimaal oppervlak.
Het wordt veroorzaakt door het feit dat de afstand tussen moleculen op het vloeistofoppervlak groter is dan die tussen moleculen in de vloeistof. Dit zorgt ervoor dat de oppervlaktemoleculen worden onderworpen aan een aantrekkingskracht die naar het inwendige van de vloeistof wijst, waardoor een samentrekkende kracht wordt gegenereerd. Veel voorkomende voorbeelden zijn onder meer waterdruppels die een bolvorm vormen en kleine insecten die over het wateroppervlak kunnen lopen.
Doel van het experiment:
Evalueer de kwaliteit van olieproducten Beoordeel de concentratie van onzuiverheden (zoals oppervlakteactieve stoffen) in de olie aan de hand van de grensvlakspanningswaarde, om zo indirect de zuiverheid van de olie weer te geven.
Optimaliseer procesparametersBegeleid de aanpassing van parameters zoals bezinkingstijd en temperatuur tijdens het olieraffinageproces om de efficiëntie van de olie-waterscheiding te verbeteren.
Voorkom apparatuurstoringen Abnormale grensvlakspanning kan wijzen op het risico van afzetting van colloïden en asfalteen, waardoor voorafgaande reiniging of procesaanpassing nodig is.
Olieveroudering monitoren De grensvlakspanning verandert snel tijdens de initiële verouderingsfase, wat kan worden gebruikt om snel de trend van slibvorming te beoordelen.
Zorg voor veiligheid van apparatuurDe verminderde grensvlakspanning van transformatorolie zal deze bijvoorbeeld gevoelig maken voor waterabsorptie, wat de isolatieprestaties ervan schaadt.
Experimentele instrumenten en monsters
Experimentele monsters: aardolieproducten, water
Experimenteel instrument: SH107 Automatische interface-spanningsmeter，Voldoet aan de GB/T6541-standaard.
Testmethode
I. Bemonstering en voorbereiding
Gebruik een droge spuit of pipet om een geschikte hoeveelheid van het te testen oliemonster te nemen, waarbij secundaire contaminatie of het binnendringen van luchtbellen wordt vermeden.
Injecteer gedeïoniseerd water in de testcel met een volume dat voldoende is om het werkingsbereik van de ring te dekken.
Temperatuurregeling: Start het thermostatische apparaat en stabiliseer de omgevingstemperatuur op de ingestelde waarde (bijv. 20°C). Ga pas verder met de handeling nadat de temperatuurschommelingen zijn gestabiliseerd.
II. Meetproces grensvlakspanning
Grensvlakvorming: Injecteer het oliemonster langzaam in de testcel om het in contact te brengen met gedeïoniseerd water, waardoor een helder en stabiel olie-watergrensvlak ontstaat.
Bediening van de ringmethode: Dompel de meetring verticaal onder in het olie-watergrensvlak, waarbij u ervoor zorgt dat het vlak van de ring parallel loopt aan het grensvlak. Detecteer de opwaartse trekkracht (veroorzaakt door spanning) die wordt uitgeoefend op de ring op de interface via de instrumentsensor. Noteer de waarde nadat de trekkracht is gestabiliseerd en herhaal de meting 2 à 3 keer om de nauwkeurigheid te verbeteren.
Gegevensregistratie: registreer na elke meting onmiddellijk de trekkrachtwaarde en de omgevingstemperatuur. Als de gegevens abnormaal zijn (bijvoorbeeld overmatige schommelingen), reinigt u de ring opnieuw en herhaalt u de bovenstaande stappen.
III. Resultaatberekening en rapportage
Bereken de grensvlakspanning: Gebaseerd op de door het instrument afgegeven trekkrachtwaarde en gecombineerd met de geometrische parameters van de ring (bijvoorbeeld de omtrek), vervangt u de gegevens in de standaardformule om de grensvlakspanningscoëfficiënt te berekenen.
Voorbeeldformule (vereenvoudigd): grensvlakspanning = trekkracht x correctiefactor / ringomtrek
Experimentele resultaten:
Het experimentele resultaat is 32,5 mN/m (millinewton per meter), wat de intensiteit weerspiegelt van intermoleculaire krachten op het olie-watergrensvlak. Deze waarde komt overeen met het typische bereik (30-35 mN/m) voor soortgelijke olieproducten gerapporteerd in de standaardliteratuur, wat de betrouwbaarheid van het experiment bevestigt.