中国石油大学华东岩石润湿性测定实验

1、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和方法;2了解界面张力的测定原理和方法；3、加深对岩石润湿性、界面张力的认识。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。将待测矿物磨 成光面，浸入油（或水）中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水（或油），直径约1 2mm,然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，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，按下式计算接触角B：式中，B润湿角，;tg2 =2hDh液滴高度，mm ；D液滴和固体表面接触的弦长， mm2. 悬滴法测定液滴

2、界面张力悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为 10-1 10-2mN m液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图 像。测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力：式中,gd2二寸，界面张力，mN m；S = dsn2， Sn d1、2 待测两相流体的密度,Microsoft 公式cm3比两相待测试样的密度差，g cm3 ；d 实际液滴的最大水平直径，cm ；dsn 从液滴底部算起，高度为 -d高度处液滴的直径，cm ；10Sn 液滴d高度处的直径与最大直径的比值；10H 液滴形态的修正值，由Sn查表得到。(a)烧杯中气泡或液滴形状(b)气泡或

3、液滴放大图图2悬滴法测界面张力示意图三、实验仪器计恃左衣肆动平轮JeWffr庄右ftWlK I蛇丄作氏向匚词节牠丄H台&后却n轮I fl台升倂f wLff台卜下询帯械话展1件诈忡*杆图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪四、实验步骤1、将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内；2、将通讯线连接主机与计算机 COM2通讯口；3、打开接线板的电源开关；4、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；5、打开接触角软件图标；6、开启视频；7、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

4、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；8调整调焦手轮，直到图像清晰；9、将显微镜放大倍数调整到1.5倍；10、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；11、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 x 60mm左右；12、点击配置栏，在试验设置对话框，在相关栏添入相关数值；13、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;14、旋转测微头，当针头流出大约 3-5ul左右的液体时停止；15、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；

5、16、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；17、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6五、结果分析方法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72、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

6、自动显示出来。点击右键将结果保存在图片上。见图 &图83、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 9。图94、基线圆环法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10。图10六、数据处理与计算表1润湿角数据记录图片处理方法润湿角/(0)切线法61.043高宽法63.988圆环法62.245基线圆环法64.304表2高宽法测量润湿角数据记录表测试 方法固体 性质液滴与固体 接触时间/s液滴咼度h/mm弦长D/mm润湿角/( )|计算值切线法值座滴法亲水性13.944.563.98861.043澤祚 flflfT- 3 SfT-Jti 7图11切线法投影结果图12高宽法投影结果图13圆环法投影结果图14基线圆环法投影结果七、小结这次实验用了 4种方法来对来测量，这样可以比较不同方法的优劣，同时增 加了实验的准确性，这对以后的实验有指导意义。此外借助计算机软件可以大大 的简化