Б. Определение высоты поднятия жидкости в капиллярной трубке и поверхностного натяжения.
При соприкосновении жидкости с твердым телом необходимо учитывать как силы взаимодействия между молекулами жидкости, так и силы взаимодействия между молекулами жидкости и твердого тела.
Возможны два случая:
Силы взаимодействия между молекулами жидкости больше, чем между молекулами жидкости и твердого тела (смачивание).
Силы взаимодействия между молекулами жидкости меньше, чем между молекулами жидкости и твердого тела (не смачивание).
Поверхность смачивающей жидкости, находящейся в узкой капиллярной трубке (мениск), принимает вогнутую форму, а несмачивающей – выпуклую (рис. 3). Капиллярными называют сосуды, у которых расстояние между стенками сравнимо с радиусом кривизны мениска.
Рис. 3. Форма менисков для смачивающей и несмачивающей жидкости в капилляре.
В случае смачивания жидкостью внутренней поверхности капилляра под вогнутой поверхностью мениска появляется добавочное отрицательное давление:
,
(10)
где R – радиус кривизны поверхности жидкости; а – коэффициент поверхностного натяжения.
Жидкость поднимается в трубке на высоту h до тех пор, пока давление столба жидкости ρgh не уравновесит давление р:.
ρgh.
(11)
Обозначив через r радиус трубки и через θ краевой угол смачивания, получим:
R=r/cos θ (12)
Подставив это выражение в формулу (11), найдем
h=2acos θ/ ρgr. (13)
Вводя диаметр трубки d=2r, получим выражение для высоты поднятия трубки в капилляре через его диаметр d
h=4acos θ/ ρgd (14)
При полном смачивании (θ = 0) формула (13) принимает вид:
h=2a/ ρgr.
Рекомендуемая литература
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта.
-М., -Недра, 1982.
2.Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта. -М., Недра,1971.
3.Котяхов Ф.И. Физика нефтяных и газовых коллекторов. -М., Недра, 1977.
4.Ханин А.А. Породы-коллекторы нефти и газа и их изучение. - М., Недра, 1969.
5.Ханин А.А. Петрофизика нефтяных и газовых пластов. - М., Недра, 1976.
6.Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред.- М., Недра, 1984.
7.Мирзажданзаде А.Х., Аметов И.М., Ковалев А.Г. Физика нефтяного и газового пласта. - М., Недра, 1992.
8.Кобранова В.Н. Петрофизика. -М., Высшая школа, 1986.
9.Вахромеев Г.С. и др. Петрофизика. -М., Высшее Образование, 1997.
10.Дж.Амикс Физика нефтяного пласта. - М., Недра, 1962.
11.Пирсон С.Д. Учение о нефтяном пласте. –М, И.Л.,1961.
12.Желтов Ю.П. Механика нефтегазового пласта. - М, Недра, 1975.
ДОПОЛНИТЕЛНАЯ ЛИТЕРАТУРА
13.Гудок Н.С. Изучение физических свойств пористых сред.-М.,1970.
14.Ермилов О.М. и др. Физика пласта, добыча и подземное хранение газа. - М., Недра, 1996.
15.Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. - М., Недра, 1985.
16.Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. - М., Наука, 1976.
17. Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. – М.: Химия, 1998.
18. Дахнов В.Н, Промысловая геофизика, -М., Недра, 1959.
19. Геофизические методы исследования скважин.
Справочник под ред.М.Запорожца, -М., Недра, 1983
20. Добрынин В.М. Промысловая геофизика.. -М., Недра, 1986.
21. Виноградов В.Г., Дахнов А.В., Пацкевич С.Л. Практикум по петрофизике. - М, Недра, 1990.
22. Николаев С.А., Николаева Н.Г., Саламатин А.Н. Теплофизика горных пород. – Казань, 1987.
23. Ергин Ю.В., Яруллин К.С. Магнитные свойства нефтей. – М. Наука, 1979. – 200 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие……………………………………………………………..3