Page 145 - 《摩擦学学报》2021年第1期

142 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

在一定差异，但这并不影响同一乳状液的分水速率. 以R 0.01pF =0.000 17pF/s作为门槛值时，得到各油
图3中，曲线平滑的油样分水速率变化稳定均匀， 样分水停止时间由短到长依次为C→A→E→H→D→G→
表明该油品分水时，水相从乳状液中持续稳定分出， F→B.
如A、C、E、F和G油；而曲线跳跃明显的油样，则表明 3.2 54 ℃条件

油品分水速率不稳定，时快时慢，如B、D和H油. 6次试验中，A~H油选取3次有代表性的电容值，
3.1.3 分水时间的确定 绘得电容值-时间曲线，如图4所示. 图5为依据图4所
根据电容传感器的分辨率及电容值的变化量，将 绘制的电容值变化率曲线. 与室温相比，差别在于，油

设为60 s内电容值变化为0.1 pF的变化率，得 样在多次试验中，开始点、结束点的电容值均比较接
R 0.1pF

0.1 pF 近，分水过程曲线重合度较高，各结束时间点接近. 在
R 0.1pF = =0.001 7pF/s R 0.01pF
； 设为60 s内电容值变

60 s 54 ℃条件下，从搅拌到油水分离结束的全过程中，汽

0.01 pF
化为0.01pF的变化率，得 R 0.01pF = =0.000 17pF/s，

60 s 轮机油的分水行为都表现出了优于室温条件下的重
以R值的正负表示含水量增减. 分别利用R 0.1pF 和 复性和稳定性.
R 0.01pF 值作为门槛值来判断油水分离结束的时间. 3.2.1 电容值-时间曲线分析

图3中红色虚线表示电容变化率 R 0.1pF =0.001 7 pF/s 图4看出，与室温条件下不同，54 ℃下所有油样的

的门槛值位置，紫色虚线表示电容变化率 R 0.01pF = 电容值-时间曲线均表现出非常好的重复性，表现为

0.000 17 pF/s的门槛值位置. 根据电容变化率R与两条 搅拌和分水结束时所得电容值接近，分水过程电容值
门槛值线的相对位置来确定油水分离时间. 分别得到 曲线重合性好. 这一现象说明，从油水混合至分离结

8个油样在6次试验中电容变化率不大于 R 0.1pF 和 束，环境温度对油水相分布、分水速率、分水行为产生

R 0.01pF
时的油水分离时间，并计算分水时间平均值作为破乳 很大影响，使试验的重复性和可靠性均得到大幅提升.
化时间，如表2和表3所示. 分析原因在于，环境温度较高时，水分子与油分子的
以R 0.1pF =0.0017pF/s作为门槛值时，得到各油样分 运动能力提高，在相同的混合动能作用下，水相形成
水停止时间由短到长依次为C→A→E→H→F→G→D 直径更小的液滴均匀分散在油相内，利于形成均匀乳
→B. 状液. 破乳化时，乳状液就会表现出相似的分水行为.
表 2 各油样在不大于R 0.1pF 时的油水分离结束时间表
Table 2 End time schedule of oil-water separation when each oil sample is not greater than R 0.1pF

Sample
Times
A B C D E F G H
1 2′00″ 8′00″ 1′00″ 5′30″ 2′30″ 3′30″ 5′30″ 4′00″
2 2′00″ 8′00″ 1′00″ 6′00″ 2′00″ 3′30″ 4′30″ 2′00″
3 2′00″ 7′00″ 1′00″ 5′00″ 2′00″ 3′00″ 3′00″ 2′30″
4 2′00″ 7′00″ 1′00″ 5′30″ 2′00″ 3′00″ 4′00″ 2′30″
5 2′00″ 7′30″ 1′00″ 5′30″ 2′00″ 3′00″ 4′30″ 3′00″
6 2′00″ 8′00″ 1′00″ 6′00″ 2′30″ 3′30″ 4′30″ 2′30″
Average value 2′00″ 7′35″ 1′00″ 5′35″ 2′10″ 3′15″ 4′20″ 2′45″

表 3 各油样在不大于R 0.01pF 时的油水分离结束时间表

Table 3 End time schedule of oil-water separation when each oil sample is not greater than R 0.01pF

Sample
Times
A B C D E F G H
1 3′00″ 31′30″ 3′30″ 11′30″ 4′00″ 18′30″ 16′30″ 8′30″
2 4′00″ 24′00″ 2′30″ 11′00″ 3′30″ 17′30″ 20′30″ 9′30″
3 4′00″ 40′00″ 2′00″ 8′30″ 3′30″ 26′30″ 21′00″ 6′00″
4 4′00″ 32′00″ 2′30″ 11′00″ 3′30″ 19′30″ 20′00″ 8′30″
5 4′00″ 32′30″ 3′00″ 11′30″ 4′00″ 25′30″ 20′30″ 8′30″
6 3′30″ 26′30″ 3′30″ 10′30″ 4′00″ 26′00″ 19′30″ 9′00″
Average value 3′45″ 31′05″ 2′50″ 10′40″ 3′45″ 22′15″ 19′40″ 8′20″