Введение к работе
Актуальность темы. Кинетическая теория смачивания твердых тел разработана и экспериментально подтверждена применительно к растеканию чистых (однокомпонентних) жидкостей. Однако во многих промышленных процессах, связанных с кинетикой смачивания (нефтепереработка, нанесение покрытий, смазочное действие и др.) происходит растекание двух- и многокомпонентных смесей. Поэтому изучение кинетики растекания смесей является актуальной задачей теории смачивания. Растекание смесей углеводородов представляет сравнительно простой случай (жидкость химически не взаимодействует с подложкой); вместе с тем, меняя состав смеси, можно варьировать те свойства жидкости, от которых зависит скорость растекания (поверхностное натяжение и вязкость).
Цель работы. Выявить физико-химические факторы, определяющие скорость и механизм растекания смесей на различных стадиях этого процесса; выяснить влияние состава смеси на самопроизвольное растекание капель по поверхности твердого тела.
Научная новизна. Методом скоростной киносъемки выявлены три различных режима растекания капли по поверхности твердого тела на начальной стадии: вязкий, колебательный и инерционный. Определяющую роль в проявлении каждого режима играет отношение ОУ4 (где & - поверхностное натяжение, Ц - вязкость жидкости).
Установлено, что скорость растекания смесей зависит не только от <Г и ^ (как для однокомпонентних жидкостей). Различия в скоростях растекания чистых жидкостей и смесей (при одинаковых отношениях 6 ) могут быть вызваны эффектом Марангони.
Показано, что гидродинамическая теория самопроизвольного растекания удовлетворительно согласуется с экспериментом только для смесей с достаточно высокой вязкостью (.11 > 100 мН.сек/м2).
Практическая значимость работы. Растекание сиесей углеводородов имеет важное прикладное применение. Например, в нефтепереработке процессы термической переработки и охлаж-
дения углеводородного сырья сопровождаются образованней коксовых отложений на поверхности реакционных аппаратов. В условиях ужесточения технологических режимов и перехода к все более сильнококсующимся видам сырья коксоотложе-ние становится основным препятствием на пути интенсификации переработки углеводородного сырья. Коксоотложение идет по капельному механизму, начальная стадия которого состоит в растекании жидких предшественников кокса (смеси углеводородов) по поверхности реакционных аппаратов. Изучение кинетики растекания смесей и выявление различных факторов, влияющих на скорость и механизм этого процесса, необходимо для разработки способов регулирования коксоотложения в печах и теплообменниках для нагрева и переработки нефтяного сырья.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития работ в области создания и опытно-промышленных испытаний композиций 1IAB для повышения нефтеотдачи пластов" (Казань, 1986 г.), на У Международной конференции по коллоидной химии (ВНР, Балатонфюред, 1988 г.), на 311 Всесоюзной конференции по ПАВ и сырью для их производства (Белгород, 1988 г.), на П Всесоюзной школе-семинаре "Поверхностные явления в расплавах и дисперсных системах" (1'розный, 1988 г.).
Публикации. Основное содержание работы изложено в трех публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора (глава I), экспериментальной части (главы 2, 3), выводов и списка цитированной литературы (138 ссылок), содержит . страницы машинописного текста, в том числе 39 рисунков, II таблиц и 3 приложения.