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滲流力学实验岩石的润湿性
中国石油大学 渗流物理 实验报告 实验日期: 成绩: 班级: 姓名: 教师: 同组者:
岩石润湿性测定实验
一.实验目的
1.了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法;
2.加深对岩石润湿性的认识。
二.实验原理
1.光学投影法测定岩石润湿角
液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将测矿物磨成光面,浸入油(或水)中,如图1所示,在矿物光面滴一滴水(或油),直径约12mm,然后通过一,将液滴放大、投影到屏幕上,直接测出润湿角,或测量液滴的高度h和它与岩石接触处的长度D按计算接触角θ:
式中, θ—润湿角,°;
h—液滴高度,mm;
—液滴和固体表面接触的弦长,mm。1.旋转仪器后面的光源旋钮,顺时针旋转,看到光源亮度逐渐增强。
2.打开接触角软件图标。
3.开启视频。
4.调整滴液针头。初次使用接触角测定仪对焦比较繁琐,首先向下移动滴液针头,停在变倍显微镜水平线以上的位置,然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮,左右调整针头,当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。
5.调整调焦手轮,直到图像清晰。
6.将显微镜放大倍数调整到1.5倍。
7.将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头,液体将缓缓流出,形成液滴。
8.用脱脂巾擦干针头上的液体,再在工作台上放置被测的固体试样。最好是长条的20×60mm左右。
9.点击配置栏,在试验设置对话框,在相关栏添入相关数值。
10.上升移动工作台至界面上红色水平线的下方(1mm左右),见图4。
11.旋转测微头,当针头流出大约3-5ul左右的液体时停止。
12.旋转工作台升降手轮,使试样表面接触液滴,然后下降一点。液滴显示在视窗内,见图5。
13.点击开始试验绿色三角形图标,试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图像,直至完毕。
14.关闭视频,点击软件界面下面的电影图片任意一张,图片将显示在大窗口中,见图6。
图4 图5 图6
四.结果分析方法
1.接触角分析方法
(1)切线法
将抓拍的图像在测量屏内进行测量。选择切线法,在液滴的一端左键点击一下松开,拉向另一端点点击一下,沿液体外轮廓做液体的切线,数值自动显示在图像的左上角上。点击右键将结果可以保存在图片上。见图7、图8。
图7 图8
(2)高宽法
该法适应于小液滴,忽略重力影响,也叫小液滴法。
点击图标,在液体一端点击一下,然后拉向另一端点击,液滴地平线中点有一个小竖线,鼠标移动到地平线中点点击一下,竖向拉向液体的最高点,接触角值自动显示出来。点击右键将结果保存在图片上。见图9。
图9
(3)圆环法
圆环法,该方法较上述方法精度准确。
选取此方法图标,按提示在液滴一端点击一下,再在圆环上选择第二点,最后在液滴的另一端点点击一下。拖动鼠标返回到第一端点点击鼠标,松开后拉向另一端点,接触角自动显示。点击右键将结果保存在图片上。见图10。
图10
(4)基线圆环法测定接触角。
打开保存的接触角图像照片,点击方法图标,显示一条水平线,将其移动到液体的底面。在液体轮廓上点击两点,包括液体外线,点击一下。接触角值自动显示。点击右键保存测量值即可。见图11。
图11
五、数据处理
表1 润湿角数据记录
图片处理方法 润湿角/(°) 切线法 44.170 圆环法 47.857 基线圆环法 50.153
表2 高宽法测量润湿角数据记录表
测试
方法 固体
性质 液滴高度
h/mm 弦长D/mm 润湿角
/(°) 座滴法 亲水性 5.5 25.0 47.499
图1 切线法投影结果
图2 高宽法投影结果
图3
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