Экспериментальное исследование влияния внешних физических полей на динамику расслоения дисперсных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Валиуллина Вилена Ильшатовна

• Валиуллина Вилена Ильшатовна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Валиуллина Вилена Ильшатовна

Введение

Глава 1. Обзор современных представлений о дисперсных системах и влияния на них внешних физических полей

1.1. Классификация и свойства дисперсных систем

1.2. Суспензии и эмульсии

1.3. Стабилизация дисперсных систем

1.4. Гравитационное разделение дисперсных систем

1.5. Разделение дисперсных систем при тепловом и электромагнитном воздействиях

1.6. Выводы

Глава 2. Исследование гравитационного расслоения дисперсных систем

2.1. Оседание одиночных частиц и капель

2.2. Оседание полидисперсной эмульсии

Глава 3. Влияние комбинированного теплового и электромагнитного воздействий на расслоение дисперсных систем

3.1. Влияние теплового воздействия

3.1.1. Изучение влияния теплового нагрева снизу на осаждение частиц в суспензии

3.1.2. Изучение влияния теплового нагрева снизу на эмульсии

3.1.3. Сравнение влияния теплового нагрева снизу и сверху

3.2. Влияние комбинации теплового и электромагнитного воздействия

3.3. Влияние комбинации вынужденной конвекции и электромагнитного

воздействия

Заключение

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное исследование влияния внешних физических полей на динамику расслоения дисперсных систем»

Актуальность работы

Дисперсные системы играют ключевую роль в природных процессах и промышленных технологиях: при создании новых материалов, при повышении эффективности химических реакций, производстве фармацевтических препаратов, нефтедобычи и др. В нефтяной промышленности исследование расслоения дисперсных систем особенно важно, поскольку на разных этапах добычи нефти и производства нефтепродуктов образуются высокоустойчивые системы - водонефтяные эмульсии и суспензии. Они могут осложнять процессы подготовки нефти на установках подготовки нефти, утилизации нефтяных отходов, очистки сточных вод и т.д. Поведение таких систем зависит от баланса сил на микроуровне: поверхностного натяжения, вязкости и сил взаимодействия между частицами. Процессы расслоения дисперсной фазы могут ускоряться при понижении вязкости, но одновременно замедляться из-за стабилизации поверхностного натяжения за счет поверхностно-активных веществ. Существует множество методов разделения дисперсных систем, таких как химические, механические, термические, но они не всегда эффективны или экологически безопасны.

Несмотря на значительное число теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованиям дисперсных систем, поведение полидисперсных систем изучено недостаточно, поэтому динамика расслоения многофазных систем остаётся сложной для прогнозирования. Ускорение процессов расслоения полидисперсных систем может быть достигнуто путем изменения термодинамических условий и применением внешних физических полей. Внешние поля способны кардинально изменять динамику расслоения дисперсных систем, но их применение требует понимания взаимосвязи между параметрами воздействия (напряжённость, частота, температура) и структурно-механическими свойствами сред.

Экспериментальное изучение влияния внешних полей (гравитационного,

теплового, электромагнитного и их комбинированного воздействия) на динамику

3

расслоения дисперсных систем не только расширяет фундаментальные представления о многофазных системах, но и открывает путь к созданию инновационных технологий, направленных на получение энергоэффективных методов разделения дисперсных систем в нефтехимии и экологически чистых способов очистки воды.

Цель диссертационной работы - разработка методов управления фазовым разделением полидисперсных систем при воздействии внешних физических полей (гравитационного, теплового, электромагнитного и их комбинированного воздействия).

Задачи исследования

1. Анализ современных представлений о дисперсных системах и влиянии на них внешних физических полей.

2. Создание модельных дисперсных систем с различными физическими параметрами и свойствами.

3. Создание экспериментальных установок и специальных ячеек для изучения процессов воздействия внешних сил на дисперсную систему.

4. Исследование расслоения моно- и полидисперсных систем под действием гравитационных сил.

5. Изучение влияния внешних полей (гравитационного, теплового, электромагнитного и их комбинаций) на динамику расслоения дисперсных систем в статических и динамических условиях.

Научная новизна работы

1. Предложена методика экспериментальных исследований изучения динамики расслоения полидисперсных эмульсий при комбинированном влиянии теплового и электромагнитного воздействия. Разработанный подход позволяет учитывать как коагуляцию и коалесценцию капель, так и гидродинамические эффекты, определяющие скорость разделения фаз.

2. Получены эмпирические зависимости реологических свойств полидисперсных эмульсий при совместном влиянии температурного и концентрационного полей.

3. Выявлены особенности и принципиальные отличия влияния тепловой конвекции на процессы гравитационного расслоения эмульсий типа «вода в масле» при отсутствии и наличии электромагнитного воздействия.

4. Показана эффективность использования электродов особой «зубчатой» конфигурации при воздействии ЭМ полей НЧ и ВЧ диапазонов на процесс управления расслоением эмульсионных систем.

Научная и практическая значимость

Решение поставленных задач позволит получить важные закономерности разделения стабильных эмульсионных систем при электромагнитном воздействии в условиях естественной и вынужденной конвекции, что позволит не только препятствовать образованию нефтяных шламов и качественно их утилизировать, но и улучшить качество товарной нефти за счет снижения её обводнённости.

Методы исследования

Для решения поставленных задач были использованы методики измерения параметров дисперсных систем в условиях внешних воздействий, а именно: ротационная вискозиметрия для измерения вязкости жидкостей; оптическая микроскопия для анализа размеров капель; методы трекинга частиц для изучения течений под действием гравитации; электрогидродинамические методы с контролем напряженности и частоты поля; аналитические методы, включающие в себя расчет критериев подобия, статистический анализ (определение распределения капель по размерам), корреляционный анализ для установления связи между параметрами полей.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Методика экспериментальных исследований расслоения полидисперсных эмульсий, основанная на учёте распределения капель дисперсной фазы по размерам, вязкости дисперсионной среды и температурных условий.

2. Эмпирические зависимости эффективной вязкости дисперсной системы от температуры и объемной концентрации дисперсной фазы, отражающие комплексное влияние термических и композиционных факторов на реологические свойства эмульсий.

3. Результаты исследования влияния полидисперсности на динамику осаждения дисперсной фазы и время полного расслоения системы.

4. Результаты экспериментального изучения влияния гравитационного, теплового и электромагнитного полей и их комбинаций на процессы коагуляции и коалесценции дисперсной фазы и расслоения эмульсий, которые позволяют регулировать скорость и полноту расслоения в зависимости от заданных параметров и свойств дисперсной системы.

Достоверность результатов диссертационного исследования обеспечивается использованием стандартного калиброванного и аттестованного оборудования при проведении экспериментальных исследований, физической и математической непротиворечивостью в рамках физических законов, а также согласовании с литературными экспериментальными данными.

Апробация работы

1. Международная конференция-школа «Физико-химическая гидродинамика: модели и приложения» (2016, 2018, 2023);

2. Межрегиональная школа-конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Теоретические и экспериментальные исследования нелинейных процессов в конденсированных средах» (Уфа, 2018-2024);

3. Международная школа-конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании» (Уфа, 2016, 2021, 2022-2024);

4. Всероссийская конференция с международным участием, посвященной памяти академика А.Ф. Сидорова «Актуальные проблемы прикладной математики и механики» (2022);

5. XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики (Уфа, 2023);

6. XIX Всероссийская конференция-конкурс студентов и аспирантов «Актуальные проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, 2021, 2022, 2024);

7. International Summer School-Conference «Advanced Problems in Mechanics» (St. Petersburg, 2020-2022);

8. Всероссийская научная конференция «Теплофизика и физическая гидродинамика» (2019-2023);

9. Международная молодежная научная конференция «Наукоемкие технологии в решении проблем нефтегазового комплекса» (2018);

10. Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (2019,2020,2023);

11. Международная конференции «Физик.А» (2022, 2023);

12. Международная молодежная научно-практическая конференция «Математическое моделирование процессов и систем» (2023);

13. Всероссийская научная конференция с международным участием «Енисейская теплофизика» (2023.)

Публикации

Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 16 научных работах, в том числе 3 научные статьи в рецензируемых научных изданиях, входящих в международную реферативную базу данных Scopus, 1 - в журнале, входящем в базу данных RSCI, 2 научные статьи в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК, 10 - в изданиях, входящих в РИНЦ.

Личный вклад автора

Формулировка и постановка задач, анализ результатов осуществлены совместно с научным руководителем Ковалевой Л.А. Экспериментальные и аналитические исследования, расчеты, обработка, оформление результатов, проведены автором самостоятельно.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации - 104 страницы, включая 60 рисунков, 2 таблицы и 97 литературных источников.

Введение: обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования.

Глава 1: выполнен анализ теоретических и экспериментальных работ, демонстрирующий степень изученности влияния внешних физических полей на динамику течения дисперсных систем.

Глава 2: посвящена экспериментальному исследованию процессов осаждения одиночных частиц и капель, а также гравитационному расслоению полидисперсных эмульсий. Установлено, что осаждение твёрдых частиц описывается уравнением Стокса, а поведение капель, особенно крупных, требует учёта деформации и внутренней циркуляции согласно модели Адамара-Рыбчинского. В вязких средах отклонения от теоретических моделей возрастают.

Исследовано влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на стабилизацию капли. Реологические измерения показали экспоненциальное снижение вязкости с ростом температуры и зависимость от концентрации, описываемую моделями Тейлора, Бринкмана и Роско.

Во второй части главы исследовано расслоение полидисперсной эмульсии с использованием оптической микроскопии и цифровой обработки изображений. Определены распределения радиусов капель по размерам, рассчитан коэффициент полидисперсности и построены профили концентрации по высоте. Установлено, что осаждение происходит поэтапно: от крупных капель к мелким. Полученные зависимости и методика анализа позволяют точно описывать динамику расслоения полидисперсных эмульсий и представляют практическую ценность для инженерных расчётов и моделирования многофазных систем.

Глава 3: посвящена анализу влияния теплового и электромагнитного воздействия на процессы расслоения дисперсных систем (суспензий и эмульсий типа «вода в масле»). Проведённые эксперименты позволили установить закономерности взаимодействия термоконвективных и электродинамических факторов при гравитационном осаждении и коагуляции с последующей коалесценцией капель, а также определить условия, при которых данные воздействия оказывают положительный или отрицательный эффект на эффективность разделения фаз.

На первом этапе изучено влияние теплового нагрева снизу на поведение суспензий и эмульсий. Эксперименты показали, что при формировании температурного градиента в вертикальной ячейке возникает устойчивая естественная конвекция, интенсивность которой увеличивается с ростом перепада температур. Конвективные потоки существенно превышают по скорости осаждение частиц, препятствуя гравитационному расслоению. Вместе с тем, для эмульсий с высокой начальной концентрацией установлено, что умеренные термоконвективные течения могут способствовать коалесценции капель и ускоренному формированию осадка, особенно на начальных стадиях процесса. Эффективность расслоения зависит от соотношения безразмерных чисел Рэлея и Архимеда, определяющих баланс между термоконвекцией и гравитационным осаждением.

На следующем этапе исследовано влияние электромагнитного поля (ЭМП). Использование низкочастотного (500 кГц) и высокочастотного (8 МГц) электрического воздействия в условиях как изотермических, так и термоконвективных режимов показало, что ЭМП существенно влияет на динамику коалесценции. При низкочастотном воздействии капли воды формируют коагуляционные цепочки в межэлектродном пространстве и остаются там до момента отключения поля. При высокочастотном ЭМП капли коалесцируют значительно быстрее и немедленно оседают, демонстрируя высокую эффективность.

Дополнительно рассмотрены процессы расслоения в условиях вынужденной конвекции, реализуемой в проточной ячейке. В этих условиях ЭМП, особенно в сочетании с высокочастотным воздействием, способствует разрушению стабилизирующих оболочек капель, формированию крупных агломератов и ускоренному выносу воды из системы. Эффективность ЭМП также зависит от конструкции электродов: «зубчатые» электроды создают зоны локального усиления поля, в которых происходит ускоренная коалесценция, в отличие от плоских электродов, мало влияющих на процесс.

Результаты цифровой обработки изображений подтвердили рост среднего радиуса капель после воздействия: с 12,7 мкм до 327,2 мкм при НЧ и до 409,3 мкм при ВЧ поле, что подтверждает эффективность электрического управления коалесценцией. Установлено, что под действием ВЧ поля капли воды стремительно коалесцируют, оболочки ПАВ становятся нестабильными и разрушаются, а образовавшиеся скопления эффективно уносятся потоком жидкости.

Заключение: сформулированы основные выводы.

Благодарности

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.т.н. Ковалевой Л.А. за помощь при постановке задач, советы и поддержку, к.ф.-м.н. Мусину А.А. за консультации по вопросам реализации экспериментальных исследований, а также аспиранту Галееву Р.Р. за помощь в сборке экспериментальных установок.

В диссертационной работе представлены результаты исследований при поддержке:

1. Гранта Российского научного фонда № 19-11-00298 «Экспериментальные исследования и математические модели термогидродинамических процессов в гетерогенных дисперсных системах под воздействием внешних физических полей».

2. Гранта Республики Башкортостан в форме субсидий в области науки из бюджета Республики Башкортостан для государственной поддержки молодых ученых - аспирантов и кандидатов наук (шифр конкурса: Н0Ц-ГМУ-2022) «Экспериментальное исследование и математическое моделирование динамики дисперсных систем под воздействием внешних сил в каналах различной геометрии».

3. Гранта Российского научного фонда № 25-27-00181 «Определение способов и условий эффективной переработки нефтяных шламов с последующим извлечением товарной нефти с использованием электромагнитного облучения определенных диапазонов».

Глава 1. Обзор современных представлений о дисперсных системах и влияния на них внешних физических полей

1.1. Классификация и свойства дисперсных систем

Дисперсные системы — это гетерогенные смеси, в которых частицы одного вещества (дисперсной фазы) равномерно распределены в объеме другого вещества (дисперсионной среды) [1-2]. Они широко распространены в природе и находят применение в различных отраслях промышленности, включая химию, фармацевтику, материаловедение и др. [3-7]. Понимание классификации и свойств дисперсных систем является ключевым для эффективного управления их поведением и использования в технологических процессах.

Существует несколько подходов к классификации дисперсных систем, основанных на различных критериях. Один из них — классификация по размеру частиц дисперсной фазы. В соответствии с этим подходом выделяют молекулярно-дисперсные системы, где размер частиц менее 1 нм (например, истинные растворы); коллоидные системы с размером частиц от 1 до 100 нм (например, золи и гели); и грубодисперсные системы, в которых частицы превышают 100 нм (например, суспензии и эмульсии) [8]. Другой подход основывается на агрегатном состоянии дисперсной фазы и дисперсионной среды. В этом случае различают системы типа «твердое в жидком» (суспензии), «жидкое в жидком» (эмульсии), «газ в жидком» (пены), «твердое в газе» (аэрозоли, такие как пыль и дым) и «жидкое в газе» (туманы) [9]. Классификация по взаимодействию между дисперсной фазой и дисперсионной средой делит системы на лиофильные и лиофобные. Лиофильные системы характеризуются высоким сходством между фазами, что способствует их стабильности; примеры включают растворы белков и полисахаридов. Лиофобные системы, напротив, имеют слабое взаимодействие между фазами и требуют введения стабилизаторов для предотвращения агрегации частиц; к ним относятся многие пищевые дисперсные системы [10].

Свойства дисперсных систем определяются размером и формой частиц,

концентрацией дисперсной фазы, а также природой взаимодействия между

11

фазами. К ключевым свойствам относятся оптические характеристики, такие как способность рассеивать свет (эффект Тиндаля); молекулярно-кинетические свойства, включая броуновское движение и диффузию; электрические свойства, связанные с наличием заряда на поверхности частиц и проявляющиеся в явлениях электрофореза; и реологические свойства, такие как вязкость, тиксотропия и пластичность, определяющие поведение системы под воздействием внешних сил [11].

Изучение структурно-механических свойств дисперсных систем особенно важно для понимания их поведения и разработки новых материалов. Связнодисперсные системы, в которых частицы образуют пространственные структуры за счет межфазных взаимодействий, проявляют уникальные механические свойства, такие как прочность и упругость. Например, гели и демонстрируют свойства, не присущие их индивидуальным компонентам, что делает их полезными в различных технологических приложениях [12-13].

Классификация и изучение свойств дисперсных систем являются фундаментальными для понимания их поведения и разработки новых материалов и технологий. Разнообразие классификационных подходов отражает сложность и многогранность этих систем, а их свойства определяют широкий спектр применений в науке и промышленности.

1.2. Суспензии и эмульсии

Суспензии представляют собой гетерогенные системы, в которых твердые

частицы распределены в жидкой среде. Они широко используются в различных

областях науки и техники, включая фармацевтику, нефтедобычу и

материаловедение. Суспензии могут представлять собой композиционные

полимерные суспензии со сложной морфологией частиц, например, в работе [14]

рассматриваются методы синтеза полимерных суспензий с частицами сложной

морфологии. Авторы анализируют термодинамические аспекты формирования

таких частиц и обсуждают их потенциальное применение в медицине и

биотехнологии. Особое внимание уделяется регулированию структуры и физико-

механических свойств получаемых материалов. В статье [15] изучается

12

зависимость вязкости, плотности и коэффициента преломления коллоидной системы, включающей в себя воду и диоксид кремния, от концентрации наночастиц и температуры. Исследования проводились в диапазоне массовых концентраций от 0 до 10% и температур от 20 до 30 °С. Результаты показали, что свойства наножидкости существенно зависят от концентрации примеси, материала и размера частиц, а также наличия стабилизаторов. Увеличение концентрации наночастиц влияет на реологические характеристики суспензий. В статье [16] особое внимание уделяется изменению вязкости и других реологических параметров при введении наночастиц различной природы и концентрации. Результаты экспериментов могут быть полезны при разработке новых материалов с заданными реологическими свойствами.

Кроме того, важно понимать механизмы стабильности суспензий. В диссертации [17] исследуется термодинамика стабилизации водных суспензий наночастиц оксидов железа и алюминия, полученных методом высокоэнергетического физического диспергирования. Работа посвящена изучению процессов стабилизации и предотвращения агрегации наночастиц, что имеет важное значение для создания устойчивых суспензий в различных приложениях. В публикации [18] рассматриваются методы стабилизации водных суспензий наночастиц для их использования в биологических приложениях. Авторы обсуждают различные подходы к предотвращению агрегации наночастиц, включая использование стабилизаторов, и оценивают их влияние на токсичность по отношению к биологическим объектам.

Эмульсии представляют собой дисперсные системы, состоящие из двух несмешивающихся жидкостей, где одна из них распределена в объеме другой. Они находят широкое применение в различных отраслях промышленности. В статье [19] рассматривается создание эмульсий, содержащих мицеллы олеатов железа. Авторы исследуют состав и технологию получения таких эмульсий, подчеркивая их потенциальное применение в фармацевтической промышленности. Особое внимание уделяется стабильности полученных систем и их физико-химическим свойствам.

В работе [20] анализируются трудности, возникающие при разрушении эмульсий в процессах подготовки нефти. Автор описывает влияние стабильных эмульсий на эффективность разделения фаз, а также методы их разрушения, включая использование химических деэмульгаторов и физических методов. Статья акцентирует внимание на необходимости оптимизации этих процессов для повышения эффективности нефтедобычи. Исследование, представленное в «Известиях Томского политехнического университета» [21], посвящено изучению влияния ультразвуковых колебаний на процесс эмульгирования при механическом перемешивании. Авторы анализируют параметры неоднородных систем и их влияние на интенсивность эмульгирования, предлагая оптимальные условия для получения стабильных эмульсий. В [22] систематизированы материалы о поверхностно-активных веществах, используемых в технологии производства сливочно-растительных спредов. Авторы анализируют различные эмульгаторы и их смеси, рассматривая их влияние на свойства получаемых эмульсий. Статья подчеркивает важность подбора эмульгаторов для обеспечения требуемых характеристик конечного продукта.

Несмотря на то, что стабильность эмульсий широко обсуждается в литературе, большинство из них касается эмульсий с твердыми и полутвердыми структурами, которые легче стабилизировать. В работе [23] был исследован механизм стабильности жидких эмульсий в различных системах. Было исследовано сочетание двух различных жидкостей (соевое масло и гексадекан) и трех эмульгаторов (полиглицерол полирицинолеа (ПГПР), Span 80 и лецитин). Эмульсии с более высокой кинетической стабильностью, то есть эмульсия воды и соевого масла, стабилизированная ПГПР, водой и гексадеканом со Span 80, представляли собой оболочку капель воды в эмульсии с низким начальным межфазным натяжением и практически постоянным комплексным модулем вязкоупругости со временем. Поэтому образовывались мелкие капли, и их слиянию препятствовала устойчивая упругая граница раздела. Молекулярная структура, как масла, так и эмульгатора была важна для определения

стабильности эмульсии. Лучшее химическое сходство гидрофобных фрагментов эмульгатора и масла привело к более стабильной поверхности.

На нефтяных месторождениях добываемые эмульсии содержат нефть, воду и природные эмульгаторы, такие как смолы, асфальтены, механические примеси, например, глина и другие. Сырая нефть представляет собой смесь углеводородов с различным строением углеводородной цепи, которые могут иметь различное применение в химической и энергетической промышленности. Тип и состав сырой нефти играют важную роль в разработке эмульсий. Эмульсии воды в сырой нефти представляют собой стабильные дисперсии капель воды в непрерывном потоке нефти, стабилизированные тяжелыми частицами (природными эмульгаторами), присутствующими в нефти. Все эмульгаторы подразделяются на следующие два типа: мелкодисперсные твердые вещества и поверхностно-активные вещества [24]. Мелкие твердые частицы обычно механически стабилизируют эмульсии. Эти материалы смачиваются как водой, так и маслом, они должны быть меньше, чем капли эмульсии, и должны накапливаться на границе раздела вода-масло. Эффективность этих частиц в стабилизации эмульсий сильно зависит от различных факторов, таких как межчастичные взаимодействия, размер частиц и смачиваемость материала [25]. Мелкие твердые компоненты, присутствующие в добываемой нефти, включают частицы глины, песок, асфальтены и минеральные чешуйки, оседающие на границе раздела воды и нефти [26-27].

Эти публикации отражают разнообразие подходов и актуальность исследований в области суспензий и эмульсий, подчеркивая их значимость для различных отраслей науки и промышленности.

1.3. Стабилизация дисперсных систем

Полное осознание гидродинамики капель жидкости является основой для оптимизации процессов переноса и обеспечения стабильности эмульсий. Стабильность эмульсий зависит от множества переменных факторов, а скорость осаждения или разделения дисперсной фазы в статических условиях играет

ключевую роль при определении общих характеристик стабильности эмульсии.

15

Значительные усилия были приложены для понимания гидродинамического поведения одной капли в ньютоновских и неньютоновских средах. Большинство этих исследований было посвящено перемещению одной капли в другую несмешивающуюся жидкость при отсутствии эффектов поверхностного натяжения. Хотя такие идеализированные исследования, связанные с гидродинамическим поведением одной капли, дают полезные сведения о физике течения, в большинстве практических применений часто встречается множество капель [28].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Валиуллина Вилена Ильшатовна, 2025 год

Список литературы

1. Balachandar S., Michaelides E. E. Dispersed multiphase heat and mass transfer //Annual Review of Heat Transfer. - 2021. - Т. 24.

2. Goud J. S. et al. Role of ternary hybrid nanofluid in the thermal distribution of a dovetail fin with the internal generation of heat //Case Studies in Thermal Engineering. - 2022. - Т. 35. - С. 102113.

3. Pavlenko A. M., Koshlak H. Application of thermal and cavitation effects for heat and mass transfer process intensification in multicomponent liquid media //Energies. - 2021. - Т. 14. - №. 23. - С. 7996.

4. Garafutdinov R. R. et al. Convective polymerase chain reaction in standard microtubes //Analytical Biochemistry. - 2022. - Т. 641. - С. 114565.

5. Шаманина А. В. и др. Аспекты определения активности поверхности дисперсных систем на основе минеральных порошков //Материаловедение. -2021. - №. 7. - С. 30-36.

6. Рак В. А., Карасева Ю. А. Эмульсии: структура, применение и перспективы исследований //Ответственный редактор. - 2024. - С. 13.

7. Пивоварова Н. А., Татжиков А. Д. Состав и строение нефтяных дисперсных систем //Нефтегазовые технологии и экологическая безопасность. -2023. - №. 4. - С. 14-27.

8. Данилова Е. А., Гусев А. М., Домкин К. И. Классификация дисперсных систем и влияние размеров частиц на некоторые свойства //Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». - 2011. - Т. 2. - С. 376379.

9. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Часть 1. М.: Наука, 1987, Li Z. et al. Aggregation-induced emission-active gels: fabrications, functions, and applications //Advanced Materials. - 2021. - Т. 33. - №. 33. - С. 2100021.

10. Дерябин В. А. Физическая химия дисперсных систем: учебное пособие для вузов //Москва: Юрайт. - 2021.

11. Willenbacher N., Georgieva K. Rheology of disperse systems //Product design and engineering: Formulation of gels and pastes. - 2013. - С. 7-49.

95

12. Kaplaushenko A. G. et al. Physical and chemical properties of dispersive systems. - 2015.

13. Syunyaev R. Z., Safieva R. Z., Safin R. R. The influence of the internal structure and dispersity to structural-mechanical properties of oil systems //Journal of petroleum science and engineering. - 2000. - Т. 26. - №. 1-4. - С. 31-39.

14. Chelu M., Musuc A. M. Polymer gels: Classification and recent developments in biomedical applications //Gels. - 2023. - Т. 9. - №. 2. - С. 161.

15. Прокопов Н. И. и др. Композиционные полимерные суспензии со сложной морфологией частиц //Russian Technological Journal. - 2017. - Т. 5. - №. 3. - С. 74-105.

16. Черепанов И. Н., Попов В. А. Экспериментальное исследование влияния концентрации на параметры наножидкости //Вестник Пермского университета. Серия: физика. - 2017. - №. 2 (36). - С. 26-32.

17. Лейман Д. В. Термодинамика стабилизации водных суспензий наночастиц оксидов железа и алюминия, получаемых высокоэнергетическим физическим диспергированием: дис. - б. и., 2013.

18. Мышкина А. В., Бажукова И. Н., Соковнин С. Ю. Стабилизация водных суспензий наночастиц для биологического применения //Физика. Технологии. Инновации. Тезисы докладов (ФТИ-2017). - Екатеринбург, 2017. -2017. - С. 171-172.

19. Трофимов М. А. и др. Формулы фармации //формулы фармации Учредители: Северо-Западный институт медико-биологических проблем и охраны окружающей среды, ООО" Эко-Вектор". - 2021. - Т. 3. - №. 4. - С. 28-34.

20. Мышов А. Н. Эмульсии: проблемы, связанные с разрушением эмульсий в системах подготовки нефти //Вестник науки. - 2023. - Т. 3. - №. 2 (59). - С. 206-209.

21. Афанасенко В. Г. и др. Оптимизация ультразвукового эмульгирования при механическом перемешивании //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2020. - Т. 331. - №. 4. - С. 148-155.

22. Терещук Л. В., Старовойтова К. В., Тарлюн М. А. Актуальные проблемы применения эмульгаторов при производстве спредов //Сыроделие и маслоделие. - 2018. - №. 4. - С. 52-55.

23. Ushikubo F. Y., Cunha R. L. Stability mechanisms of liquid water-in-oil emulsions //Food Hydrocolloids. - 2014. - Т. 34. - С. 145-153.

24. Beglin R. Simulating potential spills of Bakken crude oil from the Dakota Access Pipeline at Lake Oahe to evaluate relative impact of spill scenarios on endangered bird species : дис. - 2018.

25. Dalmazzone C. et al. Development of a methodology for the optimization of dehydration of extraheavy-oil emulsions //SPE Journal. - 2010. - Т. 15. - №. 03. -С. 726-736.

26. Kokal S. et al. Reducing emulsion problems by controlling asphaltene solubility and precipitation //SPE Annual Technical Conference and Exhibition. -Society of Petroleum Engineers, 1998.

27. Menon V. B., Wasan D. T. Particle—fluid interactions with applications to solid-stabilized emulsions Part III. Asphaltene adsorption in the presence of quinaldine and 1, 2-dimethylindole //Colloids and surfaces. - 1987. - Т. 23. - №. 4. - С. 353-362.

28. Kishore N., Chhabra R. P., Eswaran V. Sedimentation in emulsions of mono-size droplets at moderate Reynolds numbers //Chemical Engineering Research and Design. - 2006. - Vol. 84. - №. 12. - P. 1180-1193.

29. Bhattacharya C. et al. Development of span 80-tween 80 based fluid-filled organogels as a matrix for drug delivery //Journal of pharmacy & bioallied sciences. -2012. - Т. 4. - №. 2. - С. 155.

30. Kini G. C. et al. Characteristics of spontaneously formed nanoemulsions in octane/AOT/brine systems //Journal of colloid and interface science. - 2012. - Т. 385. -№. 1. - С. 111-121.

31. Lv G. et al. Characterization of the addition of lipophilic Span 80 to the hydrophilic Tween 80-stabilized emulsions //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2014. - Т. 447. - С. 8-13.

32. Schmidts T. et al. Multiple W/O/W emulsions—Using the required HLB for emulsifier evaluation //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2010. - Т. 372. - №. 1-3. - С. 48-54.

33. Кусаков М. М., Ребиндер П. А., Зинченко К. Е. Поверхностные явления в процессах фильтрации нефти. - 1940.

34. Koneva A. S. et al. Effect of water content on structural and phase behavior of water-in-oil (n-decane) microemulsion system stabilized by mixed nonionic surfactants SPAN 80/TWEEN 80 //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2017. - Т. 518. - С. 273-282.

35. Mukherjee M., Mahapatra A. Synthesis of Ag nanoparticles in Span/Span-Tween mixed surfactant system and its optical, kinetic and fluorimetric studies //Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2014. - Т. 294. - С. 1-13.

36. Hong I. K., Kim S. I., Lee S. B. Effects of HLB value on oil-in-water emulsions: Droplet size, rheological behavior, zeta-potential, and creaming index //Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2018. - Т. 67. - С. 123-131.

37. Mohamed A. I. A. et al. Influence of surfactant structure on the stability of water-in-oil emulsions under high-temperature high-salinity conditions //Journal of Chemistry. - 2017. - Т. 2017.

38. Dukhin A., Goetz P. Evolution of water-in-oil emulsion controlled by droplet-bulk ion exchange: acoustic, electroacoustic, conductivity and image analysis //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2005. - Т. 253. - №. 1-3. - С. 51-64.

39. Hossan M. R., Dutta P. Effects of temperature dependent properties in electromagnetic heating //International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2012. - Т. 55. - №. 13-14. - С. 3412-3422.

40. Assar M. et al. A theoretical and experimental investigation of batch oil-water gravity separation //Chemical Engineering Research and Design. - 2023. - Т. 194. - С. 136-150.

41. Вороненко Б. А., Пеленко В. В., Поляков С. В. Математическое описание мембранного разделения эмульсий //Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». - 2011. - №. 2. - С. 337-341.

42. Комарова, Л.Ф. Инженерные методы защиты окружающей среды. Техника защиты атмосферы и гидросферы от промышленных загрязнений: учебное пособие / Л.Ф. Комарова, Л.А. Кормина. - Барнаул: Изд-во: «Алтай», 2000 - 395с.

43. Журковский М. Е., Блазнов А. Н., Жарова И. К. Исследование процесса стесненного осаждения полидисперсных частиц хвостов флотации //Ползуновский вестник. - 2018. - №. 3. - С. 96-102.

44. Келбалиев Г. И. и др. Механика и реология нефтяных дисперсных систем //М.: Маска. - 2017.

45. Немков А. Н., Челноков В. В., Петухова Е. В. Экспериментальное исследование эффективности процесса гравитационной сепарации пластовой многофазной смеси углеводородных потоков куста скважин нефтедобычи //Химическая безопасность. - 2023. - Т. 7. - №. 1. - С. 148-157.

46. Sousa A. M., Pereira M. J., Matos H. A. Oil-in-water and water-in-oil emulsions formation and demulsification //Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2022. - Т. 210. - С. 110041.

47. Romanova Y. N. et al. Application of ultrasonic treatment for demulsification of stable water-in-oil emulsions //Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2022. - Т. 209. - С. 109977.

48. Бадикова А. Д., Изилянова Д. Л., Мухамадеев Р. У. Особенности разделения водонефтяных эмульсий с использованием химических реагентов //Universum: технические науки. - 2019. - №. 12-2 (69). - С. 71-75.

49. Клименко В. Е., Лобов Н. И. Устойчивость комбинированного конвективного течения в условиях фиксированного теплового потока //Вестник Пермского университета. Серия: Физика. - 2011. - №. 2. - С. 20-25.

50. Bekezhanova V., Goncharova O. Theoretical analysis of the gravity impact on the parameters of flow regimes with inhomogeneous evaporation based on an exact

99

solution of convection equations //Microgravity Science and Technology. - 2022. - Т. 34. - №. 5. - С. 88.

51. Medeiros A. D. L. M. et al. Oily wastewater treatment: methods, challenges, and trends //Processes. - 2022. - Т. 10. - №. 4. - С. 743.

52. Deng Y. et al. Emulsion system, demulsification and membrane technology in oil-water emulsion separation: A comprehensive review //Critical Reviews in Environmental Science and Technology. - 2023. - Т. 53. - №. 12. - С. 1254-1278.

53. Morimoto T., Ikeda T., Kumano H. Study on natural convection characteristics of oil/water emulsions inside a rectangular vessel with vertical heating/cooling walls //International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2018. - Т. 127. - С. 616-628.

54. Piskunov M. et al. Unsteady convective flow of a preheated water-in-oil emulsion droplet impinging on a heated wall //Physics of Fluids. - 2022. - Т. 34. -№. 9.

55. Boldoo T., Lee M., Cho H. Energy storage density enhancement in paraffin phase change material emulsions: a comparative study with two different base fluids //Case Studies in Thermal Engineering. - 2024. - Т. 59. - С. 104496.

56. Небогина Н. А., Литвинец И. В., Прозорова И. В. Влияние температуры формирования водонефтяных эмульсий на их структурно -реологические свойства //Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. -2018. - №. 3. - С. 67-78.

57. Leighton D., Acrivos A. The shear-induced migration of particles in concentrated suspensions //Journal of Fluid Mechanics. - 1987. - Т. 181. - С. 415-439

58. Souas F., Safri A., Benmounah A. A review on the rheology of heavy crude oil for pipeline transportation //Petroleum Research. - 2021. - Т. 6. - №. 2. - С. 116136.

59. Bulgarelli N. A. V. et al. Relative viscosity model for oil/water stable emulsion flow within electrical submersible pumps //Chemical Engineering Science. -2021. - Т. 245. - С. 116827.

60. Li S., Fan K., Huang Q. Evaluation of stability for flowing water-in-oil emulsion in transportation pipeline //Journal of Petroleum Science and Engineering. -2022. - Т. 216. - С. 110769.

61. Einstein, A. (1906) Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen. Annalen der Physik, 19, 289-306.

62. Taylor, G., 1932. The viscosity of a fluid containing small drops of another fluid. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 138, 42-48.

63. Brinkman H. C. The viscosity of concentrated suspensions and solutions //Journal of chemical physics. - 1952. - Т. 20. - №. 4. - С. 571-571.

64. Roscoe R. The viscosity of suspensions of rigid spheres //British journal of applied physics. - 1952. - Т. 3. - №. 8. - С. 267.

65. Phan-Thien N, Pham D.C. Differential multiphase models for polydispersed suspensions and particulate solids Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics - 1997 - T. 72, P 305-318.

66. Castillo-Sánchez H. A., de Souza L. F., Castelo A. Numerical simulation of rheological models for complex fluids using hierarchical grids //Polymers. - 2022. - Т. 14. - №. 22. - С. 4958.

67. Alves M. A., Oliveira P. J., Pinho F. T. Numerical methods for viscoelastic fluid flows //Annual Review of Fluid Mechanics. - 2021. - Т. 53. - №. 1. - С. 509-541.

68. Мусин А. А., Тухбатова Э. Р., Анисенкова Н. А. Исследование интенсивности расслоения высоковязкой водонефтяной эмульсии в емкости с нагретыми боковыми стенками //Вестник Башкирского университета. - 2017. - Т. 22. - №. 3. - С. 622-626.

69. Шулаева Е. А. и др. Применение отстойников непрерывного действия (флорентин) для разделения водонефтяных эмульсий //Международный студенческий научный вестник. - 2017. - №. 5. - С. 31-31.

70. Wang Y. et al. Rapid demulsification and phase separation in a miniaturized centrifugal demulsification device //Chemical Engineering Journal. -2022. - Т. 446. - С. 137276.

71. Abdulredha M. M. et al. Water-in-oil emulsion stability and demulsification via surface-active compounds: A review //Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2022. - Т. 209. - С. 109848.

72. Pan L. L. et al. Oil removal in tight-emulsified petroleum waste water by flocculation //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2018. - Т. 392. - №. 4. - С. 042005.

73. Kokal S. Crude-oil emulsions: A state-of-the-art review //SPE Production & facilities. - 2005. - Т. 20. - №. 01. - С. 5-13.

74. Tadros T. F. Emulsion formation, stability, and rheology //Emulsion formation and stability. - 2013. - С. 1-75.

75. Chiesa M. et al. Investigation of the role of viscosity on electrocoalescence of water droplets in oil //Separation and purification technology. - 2006. - Т. 50. - №. 2. - С. 267-277.

76. Othman N. et al. Performance of electrostatic field in continuous demulsification of simulated crude oil emulsion //Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering). - 2015. - Т. 74. - №. 7.

77. Chen T. Y. et al. Dewatering of crude oil emulsions 4. Emulsion resolution by the application of an electric field //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 1994. - Т. 83. - №. 3. - С. 273-284.

78. Zhao Y., Gu Y., Gao G. Piezoelectricity induced by pulsed hydraulic pressure enables in situ membrane demulsification and oil/water separation //Water Research. - 2022. - Т. 215. - С. 118245.

79. Сысоев С. M., Кислицын А. А. Моделирование теплопереноса в нефтесодержащем пласте под действием сверхвысокочастотного электромагнитного излучения //Вестник Тюменского государственного университета.—2009.—№ 6.

80. Mowea W. S., Ibrahim R. I., Oudah M. K. Electromagnetic heating for the separation of water-oil emulsion //Petroleum Chemistry. - 2024. - Т. 64. - №. 1. - С. 53-61.

81. Zinnatullin R. R., Kovaleva L. A. Laboratory Studies on the Separation of Various Oil-Water Emulsions in a High-Frequency Electromagnetic Field //High Temperature. - 2023. - Т. 61. - №. 5. - С. 734-737.

82. ГОСТ 6824-96. Глицерин дистиллированный. [Электронный ресурс]. -URL: https: //docs.cntd.ru/document/1200022094.

83. ГОСТ 3164-78. Масло вазелиновое медицинское [Электронный ресурс]. - URL: https://docs.cntd.ru/document/1200022092.

84. Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика. 1959. 700 с.

85. ГОСТ 21791-76 [Электронный ресурс]. - URL: https://meganorm.ru/Data2Z1/4294831/4294831944.pdf.

86. Happel J., Brenner G. Hydrodynamics at low Reynolds numbers. M.: Mir. 1976. 564 p.

87. Замула Ю. С. и др. Экспериментальное моделирование динамики осаждения твердых сферических частиц, диспергированных в вязкой жидкости // Вестник Башкирского университета. 2019. Т. 24. №. 4. С. 794-798.

88. ГОСТ 32770-2014. Добавки пищевые. Эмульгаторы пищевых продуктов. Термины и определения [Электронный ресурс]. - URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/57848/.

89. Neglia F. et al. Investigating the effect of polydispersity on the dynamics of multiphase flows using computational fluid dynamics tools //International Journal of Multiphase Flow. - 2023. - Т. 168. - С. 104558.

90. Cheng Z., Wachs A. Hydrodynamic force and torque fluctuations in a random array of polydisperse stationary spheres //International Journal of Multiphase Flow. - 2023. - Т. 167. - С. 104524.

91. Jian Y. L. et al. Study on Polydisperse Liquid-Solid Multiphase Flow in a Complex Fracture //Fluid Dynamics. - 2024. - С. 1-26.

92. Batchelor G. K. Sedimentation in a dilute dispersion of spheres // Journal of Fluid Mechanics. 1972. Vol. 52. No. 2. pp. 245-268.

93. Davis R. H., Acrivos A. Sedimentation of noncolloidal particles at low Reynolds numbers //Annual Review of Fluid Mechanics. - 1985. - T. 17. - №. 1. - C. 91-118.

94. Nicolai H. et al. Particle velocity fluctuations and hydrodynamic self-diffusion of sedimenting non-Brownian spheres //Physics of Fluids. - 1995. - T. 7. - №. 1. - C. 12-23.

95. Pal R. Rheology of simple and multiple emulsions //Current opinion in colloid & interface science. - 2011. - T. 16. - №. 1. - C. 41-60.

96. Mason T. G., Bibette J., Weitz D. A. Yielding and flow of monodisperse emulsions //Journal of colloid and interface science. - 1996. - T. 179. - №. 2. - C. 439448.

97. Mullayanov A.I., Musin A.A., Valiullina V.I., Kovaleva L.A. The features of the microemulsion structure changes under the nonhomogeneous alternating electric field impact. //Lett. Mater. - 2024- 14(1) - C. 57-61.