Eksploatacja złóż ropy - laboratorium

Napięcie powierzchniowe

Michał Banaszewski

Krzysztof Konopka

Adrian Banaś

GiG rok III

gr. III

I. Wstęp teoretyczny

Napięcie powierzchniowe na granicy dwóch nie mieszających się cieczy lub cieczy i gazu jest wynikiem nieskompensowanych sił międzycząsteczkowych, działających w warstwie granicznej.Warstwa graniczna posiada pewien nadmiar energii w porównaniu z warstwą analogicznej grubości wewnątrz rozpatrywanej cieczy. Dlatego też dla utworzenia nowej powierzchni rozdziału niezbędne jest wykonanie pewnej pracy. Konieczne jest również zaznaczenie, do jakiej powierzchni granicznej odnosi się dane napięcie powierzchniowe σ .

Przy występowaniu napięcia powierzchniowego ciecze mają tendencję do przyjmowania kształtu kulistego, gdyż kształtowi temu odpowiada przy danej objętości najmniejsza powierzchnia . Napięcie powierzchniowe na granicy ropa - gaz maleje ze wzrostem ciśnienia i temperatury. Spadek ten jest tym większy, im lepiej dany gaz jest rozpuszczalny w ropie. Natomiast napięcie powierzchniowe na granicy ropa - woda nie jest zależne od ciśnienia.

Pomiar napięcia powierzchniowego przeprowadzamy metodą stalagmometryczną. Zasadniczą częścią zestawu jest stalagmometr (pipeta) z badaną cieczą , który zakończony jest kurkiem odcinającym, znajdującym się w cylindrze pomiarowym . W dolnej części cylindra pomiarowego znajduje się naczynie na ściekającą ciecz .

Pomiaru dokonujemy w ten sposób , że najpierw wlewamy wodę destylowaną do stalagmometru , celem jego wykalibrowania . Przy wypływie tworzących się kropli liczymy ich ilość. Następnie do stalagmometru wlewamy tę samą ilość ropy i postępujemy jak poprzednio.

Wartość napięcia powierzchniowego na granicy ropa-powietrze liczymy według wzoru :

gdzie :

ρ_x =1000 [kg/m³]-gęstość badanej ropy (cieczy) w temperaturze pomiaru

ρ_H2O =890 [kg/m³] - gęstość wody destylowanej w temperaturze pomiaru

n_x - ilość kropel badanej ropy w temperaturze pomiaru

n_H2O - ilość kropel wody destylowanej w temp. pomiaru

σ_H2O - napięcie powierzchniowe wody destylowanej na granicy z powietrzem w temp. pomiaru.

Napięcie powierzchniowe wody destylowanej w temperaturze T=293K wynosi

=72.75∙10^-3 [N/m]

II. Otrzymane wyniki

Podstawiając do wzoru otrzymujemy:

=

Lp.	Ilość kropel wody	Wartość średnia	Ilość kropel ropy	Wartość średnia	Napięcie powierzchniowe [N/m]
1	70	68	117	119	0,039	^0,03^7
2	66				121			0,035

III. Wnioski

Wykonane przez nas doświadczenie pozwoliło nam zapoznać się z jedną z metod pomiaru napięcia powierzchniowego, wielkości która charakteryzuje ropę naftową . Metoda stalagmometryczna to metoda prosta w użyciu i w miarę dokładna , pozwalająca na szybkie oszacowanie wartości współczynnika napięcia powierzchniowego. Podczas wykonywania ćwiczenia przeprowadziliśmy dwa pomiary wody i dwa pomiary ropy naftowej(ropa grobla).

---