高溫高壓界面張力分析系統(tǒng)SL200HP專門針對有壓力和溫度條件下的接觸角、界面張力(油-水)以及表面張力(油-氣)而設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)壓力可達(dá)70MPa,溫度范圍為-30-200℃,可廣泛應(yīng)用于測試隨著壓力和溫度變化的界面化學(xué)物性測試。特別設(shè)計(jì)的加熱池,專門用于加熱有粘度的樣品如原油,從而為本儀器用于油田行業(yè)分析不同壓力條件下的原油與三元、二元液的界面張力提供了可能,油-水界面張力值可達(dá)0.001mN/m。同時(shí),配合專門的氣氛接口,可分析在不同壓力和溫度條件下的液-氣表面張力值,如表面活性劑水溶液和二氧化碳的表面張力值。
如何在高溫高壓條件下測試接觸角和界面張力值
在固體水平平面上滴上一滴液滴,在固體表面上的固-液-氣三相交界點(diǎn)處由其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所形成的角稱為接觸角。
1、高溫高壓條件下的接觸角測試:通常情況下,油滴或水滴液滴的形狀受重力影響而不形成一個(gè)球冠,常用方法如θ/2法或圓擬合法通常不能用于分析這種條件下的接觸角值, 這種有重力影響的接觸角的測量通常采用Young-Laplace擬合技術(shù)(ADSA-RealDrop)。
2、高溫高壓條件下的液/氣表面張力或液/液界面張力值的測試:在高溫高壓條件下,懸掛滴的外形輪廓可以用以表征其表面化學(xué)性質(zhì)。采用停滴法(Constrained Sessile drop method)或懸滴法(Pendant drop method)的方法,通過分析液滴的輪廓并將使用Young-Laplace方程,就可以分析得到熔液的表面張力值及其相應(yīng)的體積大小。
Young-Laplace擬合技術(shù)以及ADSA™界面化學(xué)分析系統(tǒng)CAST®3.0
本系統(tǒng)通過攝錄下單張或基于時(shí)間變化的多張液滴(Drop)或氣泡(Bubble)的圖像,采用亞像素級的圖像識別技術(shù)分析所捕捉到的圖像中的關(guān)鍵信息如圖像邊緣等,利用有限的如密度、重力加速度、時(shí)間等參數(shù),通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析模型(Young-Laplace方程曲線擬合),將液滴輪廓邊緣曲線與數(shù)學(xué)模型分析得出的的理論曲線通過特殊圖像曲線擬合技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,進(jìn)而得出如液-氣表面張力值、液-液界面張力值、固-氣接觸角值、液-液-固三相體系接觸角值等物理化學(xué)參數(shù)。
我們團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)正是在于通過近30年的努力,將Young-Laplace方程曲線(ADSA™技術(shù))的擬合技術(shù)充分應(yīng)用到界面化學(xué)性質(zhì)的分析中來。
γ(1/R_1 +1/R_2 )=Δρgz+2γ/b
壓力腔體指標(biāo) | 可提供壓力范圍包括10MPa, 30MPa, 50MPa, 70MPa |
壓力范圍 | -70MPa ( 壓力范圍根據(jù)選購不同而不同) |
溫控方式 | 外接恒溫水槽或高溫油浴 |
溫度范圍 | 200℃ |
溫控范圍 | -30-200℃ (取決于所選購的恒溫水槽或油浴) |
觀察窗材料 | 藍(lán)寶石(50MPa以上) or 石英玻璃 (低于30MPa) |
觀察窗大小 | ≈18mm |
腔體材料 | 不銹鋼 (Hastelloy C276 可選) |
內(nèi)腔體積 | 約 12.7 mL |
壓力值讀取方式 | 數(shù)字壓力傳感器,數(shù)顯壓力表,分辨率:0.01MPa, 精度: 0.25, 壓力值: 100M Pa, 通訊接口: RS485 |
油樣加熱樣品池(蓄油池) | 標(biāo)準(zhǔn)提供油樣加熱樣品池,用于注入特殊樣品,比如有粘的原油樣品 |
溫控方式 | 外接恒溫水槽或高溫油浴 |
溫度 | 200℃ |
溫度范圍 | -30-200℃ (取決于所選購的恒溫水槽或油浴) |
溫度傳感器 | PT100 ,精度:0.1℃ |
高壓增壓泵 | 形成一個(gè)液-氣兩相液滴(一個(gè)泵)或液-液兩相液滴(兩個(gè)泵) |
控制方式 | 手動 (自動增壓泵供選) |
壓力值 | 85MPa |
排氣口 | 容器下方提供一個(gè)排氣口 |
增壓泵受體內(nèi)容積 | 100mL (石英玻璃容器體積約 250mL) |
高壓閥以及樣品管 | 不銹鋼或Hastelloy C276 可選 |
視頻系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu) | |
3維平移臺控制機(jī)械 | XY軸移動范圍: 60mm;精度:0.01mm;Z軸移動范圍:13mm ;精度:0.01mm. |
二維水平臺 | 采用了千分頭控制視頻系統(tǒng)的水平 |
一維傾斜平臺 | 調(diào)整背景光的傾斜角度 |
重量以及外觀尺寸 | |
主體外觀尺寸 | 90(L)*35(W)*90 (H) cm |
主機(jī)重量 | 41kg |
增壓泵外觀尺寸 | 18(L)*90(W)*60 (H) cm / 臺 |
增壓泵重量 | 34kg / 臺 |