یکی از مهم ترین روش های اندازه گیری کشش سطحی که در این دسته قرار می­گیرد، روش قطره معلق است. از آنجایی که شبیه سازی ها در این پژوهش بر اساس این روش انجام شده است، روش قطره معلق با جزئیات بیشتری توضیح داده می­ شود ]۶[.
روش قطره معلق یک روش ساده است که در آن کشش سطحی به وسیله­ دو پارامتر اندازه ­گیری می­ شود. قطر D، همان قطر استوایی قطره است و d، قطر قطره در فاصله­ی D از سر قطره می­باشد. این جزئیات در شکل ۲-۴ نشان داده شده است.

.[۶] شکل ۲-۴ تعریف مولفه های روش قطره معلق
کشش سطحی از رابطه­ زیر قابل محاسبه است.

در این معادله، H به نسبت d/D بستگی دارد. مقدار این پارامتر در مقالات گوناگون گزارش شده است ]۱۲-۱۴[. دقت روش قطره معلق همانند دیگر روش های اندازه گیری کشش سطحی، وابسته به تمیز بودن تجهیزات آزمایش است تا بتواند جواب­های قابل اعتماد و تکرار پذیری به دست دهد. در این روش، سوزنی که برای ایجاد قطره یا حباب معلق به کار می­رود، بایستی کاملا تمیز باشد تا مایع روی سطح بیرونی سوزن بالا نرود. سوزن­های ساخته شده از استیل یا شیشه به راحتی با بهره گرفتن از اسید، باز یا حلال­های آلی تمیز می­شوند. برای گرفتن نتایج بهتر با این روش، پیشنهاد می­ شود قطر سوزن از D5/0 کمتر باشد; با اینحال قطر سوزن نباید خیلی کم باشد، زیرا در این صورت d کاهش یافته و در نتیجه دقت روش کاهش خواهد یافت ]۶و۱۲[.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۲-۱-۵- دسته­ی پنجم: روش انحراف قطره تقویت شده
فرض اساسی در این روش این است که وقتی مایع و قطره در یک استوانه­ی افقی حول محور طولی استوانه می­چرخند شتاب گرانشی اثر کمی روی شکل یک قطره معلق در مایع دارد.

.[۶] شکل ۲-۵ شماتیک روش چرخش قطره
وقتی سرعت چرخش(ω) پایین باشد، شکل قطره به صورت بیضوی خواهد بود، اما وقتی ω به اندازه­ کافی بزرگ باشد، قطره به شکل استوانه ای در خواهد آمد. در این حالت، کشش سطحی به وسیله­ شعاع قطره­ی استوانه ای شکل (r )، اختلاف دانسیته قطره و سیال اطراف آن و سرعت چرخش قطره تعیین می­گردد. بنابراین، کشش سطحی می ­تواند از رابطه­ زیر محاسبه گردد.

این روش مناسب برای اندازه گیری مقادیر بسیار پایین کشش سطحی است.
۲-۲- کشش سطحی دینامیک
در سیستم های سیال-سیال که دارای حل شونده های فعال هستند، یک سطح مرزی که به تازگی ایجاد شده است، به طور کلی، با دو سیالی که آنها را از هم جدا نموده است، در تعادل ساختاری^[۱۶] نمی ­باشد. گاهی اوقات لازم است کشش سطحی در شرایطی که تازه ایجاد شده است، اندازه گیری شود. کشش سطحی اندازه گیری شده در این حالت کشش سطحی دینامیک خوانده می­ شود.­
تغییرات کشش سطحی در بازه های زمانی مختلف (از چند ثانیه تا چند روز) می ­تواند با بیشتر روش های کلاسیک محاسبه گردد. کشش سطحی در زمان های کوتاه و اثرات ترشوندگی، نقش مهمی در فرآیندهای صنعتی در مقیاس بزرگ مثل شوینده ها، تولید کف و شناورسازی آن دارند. در اینگونه فرآیندها، کشش سطحی دینامیک اثر مهمتری در موفقیت پروژه نسبت به کشش سطحی تعادلی دارد.
از جمله روش های مرسوم برای اندازه گیری کشش سطحی دینامیک می­توان به روش های بیشترین فشار حباب، رشد قطره (حباب)، قطره معلق یا نوسان حباب اشاره کرد.
فصل سوم
۳- روش­های اندازه گیری ضریب نفوذ
وقتی دو فاز گاز و مایع در تماس با همدیگر قرار می­گیرند، سه مرحله­ انتقال جرمی مختلف اتفاق می­افتد. ابتدا گاز به سمت مرز گاز- مایع حرکت می­ کند، سپس درون مرز نفوذ کرده و نهایتا وارد فاز مایع می­گردد. انتقال جرم گاز در نفت خام سبب می­گردد برخی خصوصیات مرزی بین گاز و مایع تغییر کند ]۱۵و۵[. در گذشته مطالعات زیادی صورت گرفته است تا پارامترهای انتقال جرمی را ارزیابی کند. این پژوهش ها را می­توان به طور کلی به دو دسته­ی روش­های مستقیم و غیر مستقیم تقسیم کرد ]۱۶و۱۵و۵[. در همه روش ها گاز در تماس با مایع قرار گرفته و در یک شرایط دمایی ثابت، داده های اندازه گیری شده در یک مدل انتقال جرمی قرار داده می­شوند تا ضریب نفوذ گاز رادر مایع محاسبه کنند.
۳-۱- روش های اندازه گیری ضریب نفوذ به صورت مستقیم
در این روش، در مقاطع مختلف زمانی از مخلوط آزمایش نمونه گیری و تحت آنالیز قرار می­گیرد. سیگموند این روش را روی مخلوط های نیتروژن- متان، متان- پروپان و متان- نرمال بوتان پیاده کرد ]۱۷[. این روش گران، زمانبر و در معرض خطاهای آزمایشگاهی متعددی قرار می­گیرد.
۳-۲- روش های اندازه گیری ضریب نفوذ به صورت غیر مستقیم
بر خلاف روش های مستقیم، در روش غیر مستقیم تغییر یک کمیت در طول فرایند نفوذ مولکولی اندازه گیری می­ شود. این کمیت می ­تواند حجم یا فشار گاز، موقعیت مکانی مرز داخل لوله­ی مویینه، فشار گاز، شکل یا حجم قطره­ی مایع معلق، یا کشش سطحی تعادلی باشد ]۱۵و۵[. در ادامه­ این فصل هر یک از این روش ها به طور مختصر توضیح داده خواهند شد.
۳-۲-۱- روش های اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس تغییر حجم
رینر در سال ۱۹۸۸ ضریب نفوذ گاز دی اکسید کربن در دکان را در یک محیط متخلخل و فشار بالا اندازه گیری کرد. برای انجام این آزمایش، یک توده­ی گاز در بالای محیط متخلخل ایجاد شد. سپس به گاز اجازه داده شد تا داخل سنگ اشباع شده از نفت نفوذ کند. از طرف دیگر، کاهش فشار فاز گاز با تزریق دی اکسید کربن جبران گردید. از روی تغییر حجم فاز گاز به صورت تابعی از زمان، ضریب نفوذ سیستم تعیین شد. در شکل ۳-۱ شرایط مرزی به کار گرفته شده در این روش به صورت شماتیک نشان داده شده است. در این آزمایش ها فرض شد ضریب نفوذ تمامی اجزای تشکیل دهنده در سر تاسر بازه­ی تغییر درصد مولی که در طول آزمایش اتفاق می­افتد، یکسان است. همین طور فرض می­ شود مقاومت انتقال جرمی برای نفوذ گاز در مایع قابل صرف نظر است.
شکل ۳-۱ شرایط انتقال جرم به کار گرفته شده در تعیین ضریب نفوذ با بهره گرفتن از تغییر حجم فاز گاز ]۱۸[.
در این حالت معادله­ انتقال جرمی، به صورت یک معادله­ یک بعدی ناپایدار در خواهد آمد که به صورت معادله­ (۳-۱) نشان داده می­ شود.