Параметры пеноблока: Пеноблоки – состав, вес и размеры, цены за штуку, плюсы и минусы

Расчет количества пеноблоков 200х300х600 в кубе — Всё про бетон

На сегодняшний день рынок строительных материалов в изобилии предоставляет каждому клиенту тот или иной строительный материал, и пеноблоки тому не исключение. Мало выбрать размер и количество пеноблоков, важно знать и то, как доставить столь громоздкий материал на строительную площадку.

Вопрос о доставке волнует чуть ли не каждого строителя. В этой статье будет подробно рассказано о том, как происходит процесс доставки и весь первоначальный этап покупки пеноблоков для строительства.

Сколько в кубе пеноблоков?

Первое, о чем стоит позаботиться во время покупки пеноблоков — это подсчет количества блоков, которые нужны для строительства того или иного объекта. Этот вопрос достаточно актуален как среди профессиональных строителей, так и среди новичков в этом деле.

Чтобы подсчет определенного количества пеноблоков был максимально точным, необходимо положиться на следующие параметры строящегося объекта:

1. Длина.
2. Ширина.
3. Высота.
4. Объем.
5. Площадь.

Вычислить количество блоков для возведения одной стены можно очень легко и просто, для этого существует несколько вариантов, к примеру, подсчет квадратных метров стены и возведение их в кубические.

Стоит знать о том, что продажа пеноблоков происходит в кубических метрах, а значит, чтобы заказать определенное количество блоков, необходимо знать их количество в кубическом метре.

Популярность возведения домов из такого типа материала обуславливается его отличными показателями. Пеноблоки хорошо зарекомендовали себя как строительный материал, позволяющий устоять при суровых погодных условиях. Ему не страшны ни холод, ни влага, к тому же, блоки такого типа, несмотря на свой состав, достаточно устойчивы к возгоранию.

Эти факторы обуславливают наличие специальных микровеществ, которые имеются в составе пеноблока. К тому же, несмотря на свою легкость, блоки являются  хорошими материалами для строительства несущих стен в зданиях, ведь они способны выдержать огромное давление на единицу своей площади.

Такая устойчивость к нагрузкам объясняется наличием в составе пеноблока пластификаторов. За счет этих веществ блоки такого типа являются достаточно прочными и позволяют устоять под высоким давлением, не изменив своей формы и размеров.

В зависимости от того, какой состав имеет пеноблок, специалисты подразделяют их на следующие категории:

• Пеноблоки для теплоизоляционных работ снаружи помещения.
• Конструктивные блоки для возведения каркасных работ зданий.
• Звукоизоляционные пеноблоки.

Как можно заметить, пеноблоки хороши во всех сферах применения, начиная от звукоизоляции и теплоизоляции, заканчивая сооружением несущих стен в массивных высотных зданиях.

Каждая из специфик применения пеноблока объясняется своим производством и изготовлением. К примеру, пеноблоки для звукоизоляции изготовляют по особенной технологии, которая вспенивает материал пенополистирол изнутри. Таким образом, создается пористость и эффект шумоизоляции, что и нужно для данного вида пеноблока.

Блоки для конструирования зданий славятся своей прочностью и долговечностью.

Дело в том, что в состав такого пеноблока входит цемент марки м-500 с соответствующими минеральными и искусственными добавками, придающими блоку твердость и плотность.

Стоит отметить, что блок такого типа втройне тяжелее обычных. К тому же, его ценовые характеристики также значительно выше остальных.

Блоки для усиления теплоизоляции дома являются самыми дешевыми. Такой строительный элемент имеет относительно легкий вес, так как при производстве такого пеноблока большее внимание уделяется пористой основе внутри блока. За счет того, что внутри блока имеются небольшие поры, образуется эффект застывания газов внутри, поэтому и теплоотдача у такого блока на самом минимальном значении.

Как вычислить количество блоков в кубе?

Рассчитать количество блоков в кубическом метре поставки можно также без особых усилий, стоит лишь знать габариты самого блока, а это:

1) Длина — 0,6 м
2) Ширина — 0,3 м
3) Высота — 0,2 м

Нетрудным математическим подсчетом узнаем, сколько будет объем одного пеноблока:

0,6*0,3*0,2=0,036 метров кубических.

Осталось дело за малым, лишь разделить один кубический метр на объем одного блока, в результате чего получаем, что в одном кубическом метре содержится 27,78 пеноблоков.

Путем округления получим, что один кубический метр включает в себя 27 блоков.

Точно такие же действия расчетов нужно производить и с другими величинами блоков.

Сколько пеноблоков в поддоне?

Нужно сказать, что поставка пеноблоков происходит в упакованных поддонах, поэтому и их количество в поддоне совершенно не зависит от одного кубического метра.

Существует несколько типов поддонов:

1. 0,9 метров кубических, в который вмещается 25 пеноблоков.
2. 1,44 метра кубических, в который вмещается 40 пеноблоков.
3. 1,8 метров кубических, в который вмещается 50 пеноблоков.

Таким образом, зная расчетные значения пеноблоков и тип поддона поставки, можно с легкостью рассчитать, какое количество поддонов заказать для строительства объекта. Для этого необходимо суммарный объем всех покрытий объекта разделить на объем поддона, а уже потом умножить получившееся число на количество блоков в поддоне.

Сколько пеноблоков нужно на дом?

Любой строитель по призванию или же строитель по нужде постоянно пытается как можно точнее высчитать количество того или иного материала, который потребуется для возведения объекта. С устройством подсчета строительного материала в специализированных организациях все ясно, ведь там за этими поставками следят обученные люди, которые производят сложные математические вычисления и анализируют.

Но как же быть тем, кто решил возвести дом на собственном земельном участке или на даче? Для этого необходимо произвести некоторые вычисления, которые нужны как для экономии средств, так и для экономии времени и места под строительный материал. С расчетом мешковых тар будет проще, но вот при подсчете количества кирпича или же блока — не все так просто.

В случае, если выбор пал на строительства дома при использовании блоков, то для их подсчета нужно обязательно знать размер одного блока и размер площади стен, которые необходимо возвести.

Блоки укладываются в определенном порядке и это дает некоторое облегчение в подсчете. Поэтому при правильном подсчете нужного количества строительного материала, можно изрядно сэкономить на собственных денежных средствах.

К примеру, если дом имеет размеры:

• Длина 6 метров.
• Ширина 6 метров.
• Высота 3 метра.

То первым делом нужно высчитать периметр постройки, в нашем случае он равен 24 метрам. Площадь стен дома будет составлять 72 квадратных метра. Но не все так однозначно, ведь на стенах имеется некоторое количество проемов (дверные и оконные), размер которых вовсе не пригодится для постройки. Поэтому их параметры нужно вычесть из общей площади стен.

Итак, пусть общая площадь стен уже с учетом всех проемов составляет 58 квадратных метров, то следующим этапом станет подсчет количества блоков. Стандартный пеноблок имеет размеры 200*300*600 миллиметров, а толщина стен в данном блоке будет равна 30 сантиметрам.

Теперь нетрудно подсчитать какой объем блоков нужно будет закупать для возведения стен в доме:

Нужно площадь стен умножить на толщину стены, и это будет равно 58*0,3=17,4 кубических метра. Зная, что в одном кубическом метре 27 пеноблоков можно легок подсчитать, какой количество блоков будет в 17,4 кубических метрах.

И это будет равно:

27*17,4=481 штука.

Расположение пеноблоков плашмя

В случае, если строительство дома происходит так, что блок лежит на поверхности плашмя, то для такого возведения дома также необходимо узнать наиболее точное количество пеноблоков, которые понадобятся для возведения каркаса дома. Для это, периметр дома — 24 метра нужно умножить на 0,3 и на высоту 3 метра.

В результате будем иметь 21,6 кубический метр. Зная, что в одном кубическом метре находится 27 блоков, нетрудно посчитать, что понадобится 583,2 блока. Но не стоит забывать про то, что некоторые блоки имеют деформацию или вовсе бракованные. Поэтому нужно будет закупить еще несколько десятков пеноблоков.

Расположение пеноблоков вертикально

Если строительство стен происходит так, что пеноблок опирается на поверхность своей меньшей стороной, то для решения вопроса о количестве блоков необходимо:

периметр дома 24 метра умножить на 0,2 метра и на высоту 3 метра. В результате подсчета будем иметь 14,4 кубических метра пеноблока, а это равно 388,8 блокам.

Стены из пеноблоков: расчет толщины

Пеноблок представляет собой формованный ячеистый бетон, который, в свою очередь, отличается наличием воздушных пузырьков по всему объему материала. Данные пузырьки призваны обеспечивать понижение показателя теплопроводности, и, соответственно, увеличение энергоэффективности построек из подобного материала.

В зависимости от доли пузырьков в общем объеме блока, пенобетон разделяется на разные группы плотности: от 600 кг на кубометр до 1000. Чем меньше плотность, тем ниже теплопроводность. Однако и прочность материала так же снижается вместе с плотностью.

Использование пеноблоков позволяет возводить жилые постройки с гораздо меньшей толщиной стен, нежели это возможно при применении традиционных материалов (кирпич, обычный железобетон и т.д.).

Теоретически, пеноблоки, могут использоваться в строительстве самостоятельно, но, чаще, их применяют в сочетании с другими материалами. Цели такого сочетания различны: от увеличения прочностных показателей несущих конструкций, до улучшения декоративных свойств.

Наиболее популярными являются сочетания пеноблок — кирпич и пеноблок — штукатурка.

Какой должна быть толщина стен из пеноблоков, чтобы обеспечить нормальную теплоизоляцию?

Чтобы дать ответ на этот вопрос, необходимо знать некоторые физические параметры материалов, используемых при возведении стены.

Основной параметр — это, конечно, теплопроводность материала. Именно он напрямую влияет на энергоэффективность. Значения данных показателей для различных материалов содержаться в СНИПе 2-3-79.

Следующий показатель – градусосутки отопительного периода (ГСОП), показывающий разницу между внутренней и наружной температурой, накопленной за отопительный сезон. Мы бы рекомендовали брать его из справочников, хотя и существует формула расчета (ищите ее в том же СНИПе). Скажем, для Белгорода, данный показатель составляет 4 183.

Еще один параметр, который нам необходим – сопротивление стены теплопередаче. Величина данного показателя зависит от ранее рассмотренного, и указана в СНИПе. Для белгородского ГСОП в 4 183, данный показатель равен 2,8.

Теперь мы можем вычислить, какая должна быть толщина стен из пеноблоков. Исходя из того, что сопротивление стены теплопередаче (которые мы взяли из нормативов) может быть разложено как сумма аналогичного показателя для каждого отдельного элемента стены, вопрос сводится к банальной математике.

Еще раз открываем СНИП и смотрим коэффициент теплопроводности материалов стены. Допустим, наша стена выглядит следующим образом (сразу укажем показатель теплопроводности):

• Облицовочный кирпич (толщина 120 мм) – 0,56;
• Пеноблоки плотностью 800 (толщина – X) – 0,21;
• Штукатурка (толщина 20 мм) – 0,58.

Чтобы узнать показатель сопротивления теплопередаче для каждого материала необходимо разделить его толщину (в метрах) на коэффициент теплопроводности:

• Кирпич: 0,12 / 0,56 = 0,21;
• Толщину пеноблоков нам как раз предстоит найти – X / 0,21;
• Штукатурка: 0,02 / 0,58 = 0,03.

Зная, что сумма всех показателей сопротивления теплопередачи должна быть равна 2,8, мы получаем простейшую формулу:
2,8 = 0,21 + (X / 0,21) + 0,03;
отсюда:
X = (2,8 – 0,21 – 0,03) * 0,21 = 0,537 метра. Именно такой должна быть толщина слоя пеноблоков в стене рассматриваемого типа.

По аналогичной схеме, вы можете вычислить требуемую толщину слоя из пеноблоков для любого состава стены и любой плотности пеноблоков.

ПЕНОБЛОКИ И ИХ ТИПОВЫЕ РАЗМЕРЫ

Пеноблоки. Типовые размеры и их применение в строительстве.

1. Виды выпускаемых габаритных размеров пеноблока .
2. Оптимальные размеры пеноблока для несущих стен.
3. Пеноблок для  внутренних перегородок.
4.  Допустимые расхождения в размерах пеноблока.
5.  Как рассчитать количество необходимого для строительства пеноблока.
6. Заключение.

1.       Виды выпускаемых габаритных размеров пеноблока .

При производстве пеноблока применяются различные габаритные размеры.

Размеры имеют стандартный шаг в 50 или 100 мм.

Типовые размеры блока по ширине (мм)  50 / 100 / 150 / 200 / 250 / 300 / 400

В высоту блоки имеют три стандартных размера (мм) 200, 250 и 300

Длинна пеноблока имеет постоянный стандарнтый размер (мм) 600, реже 625мм

Самые популярные размеры пеноблока в строительстве:

100х300х600 / 200х300х600 / 250х300х600 / 400х300х600

Размерный ряд выпускаемого пеноблока обусловлен стандартными типовыми размерами, применяемыми архитекторами при проектировании жилых и нежилых помещений.

В формировании размера по ширине (толщине стены) большую роль играют качества теплопроводности материала и его использование в той или иной климатической зоне. Так в теплом климате используется толщина стенового блока в 200мм, в условиях среднего (умерянного) климата толщина стен -300мм, для климата с резкими температурными колебаниями в течение нескольких сезонов применяется  размер блока в 400 мм.

В России стандартная используемая толщина пеноблока для стен жилого дома – 300 мм с утеплением (облицовкой) или 400 мм без утепления (под штукатурку). Для стен  хозяйственных неотапливаемых  помещений используется пеноблоки шириной 200 и 300 мм.

2.      Оптимальные размеры пеноблока для несущих стен.

Для России самые ходовые размера стенового пеноблока являются 200х300х600 и 400х300х600.

Наиболее популярный из них размер 200х300х600 применяется универсально для стен толщиной 200 и 300 (мм) как для внешних стен, так и для перегородок внутри помещений. Из него строят жилые и хозяйственные постройки. Используются сразу две строны блока по ширине и высоте, в зависимости от требуемой толщины стены эти параметры могут меняться друг с другом. Данный блок используется в строительстве (согласно нормам теплопроводности) совместно со слоем утеплителя.

Второй широко используемый размер 400х300х600 применяется только для возведения внешних стен строения, при этом снаружи стена может не утепляться, а только отделываться слоем штукатурки.

3.        Пеноблок для  внутренних перегородок.

Для возведения внутренних (не несущих) перегородок стандартно используют пеноблоки размером 100х300х600 или 150х300х600, с плотностью Д500/Д600.

Хочется отметить, что по нормам звукопроницаемости в жилых помещения нужно использовать материал с параметром не менее 42 ДБ. Такие данные достигают блоки с плотностью Д500/600 при толщине 400мм, блоки плотностью Д800/Д900 при толщине 200мм. Поэтому специалисты компании МОСБЛОК советуют Вам использовать  для перегородок блоки плотностью Д800/Д900 с минимальным размером (для экономии) 100х300х600, а лучше с размером 200х300х600.

Так Вы получите максимальный комфорт, покой, тишину и уют в своем доме.

4.       Допустимые расхождения в размерах пеноблока.

При производстве пеноблока должны четко выдерживаться параметры по размеру и плоскости блока. Максимально допустимая погрешность в размере по существующим правилам ГОСТ может быть не более 5 мм. Если пеноблок имеет отклонения от заявленных размеров на величину более 5 мм, то это брак. В использовании таких пеноблоков при укладке нельзя использовать клеевые составы, а только толстую смесь раствора цемента, что ведет к дополнительным затратам на строительство.

Пеноблоки с нарушенной геометрией подлежат переработке или продаются с уменьшенной сортностью и уценкой.

5.       Как рассчитать количество необходимого для строительства пеноблока.

Если Вам требуется произвести расчет пеноблоков для вашего дома, Вы всегда можете позвонить специалистам компании МОСБЛОК по тел. +7 (495) 960-04-57, прислать план и размеры строения и мы с радостью поможем сделать расчет точного количества материала и сэкономить на его доставке до места строительства.

Если Вы решили сделать это самостоятельно, то необходимы следующие параметры:

— точные размеры стен (в кв.м.) будущего строения за вычетом оконных, дверных и прочих проемов;

— размер толщины внешней стены;

— размер пеноблока

Например:

 Площадь стен (S) без проемов 250 кв.м.

 Толщина стены 300 мм.

Пеноблок 200х300х600

Площадь блока (S блока) = 0,2 (высота) х 0,6 (длинна) = 0,12 кв.м.

                                     S стен                    250

      Кол-во блоков =  —————— =  ————— = 2083 шт.

                                    S блока                 0,12

6. Заключение.

При выборе пеноблока для строительства вашего дома всегда отталкивайтесь от размеров, указанных в архитектурном проекте строения. Если проекта нет, учитывайте технические параметры пеноблока – его несущую способность (плотность и прочность) и технические характеристики (теплопроводность, влагопроницаемость и морозостойкость).

Для России нормальная толщина стены с применением утепления  равна 300 мм, и чаще всего используется пеноблок Д600 (при несущем бетонном каркасе здания или межэтажном армопоясе) или Д800/Д900 (конструкционный блок) размеры 200х300х600 (мм)

При использовании блока размером 400х300х600 (мм) утепление обычно не требуется.

В увеличенных размерах пеноблока учитывайте вес одного блока, рабочему -строителю сложно, долго и дорого работать с тяжелыми объемными блоками.

При возникновении любых вопросов звоните специалистам компании МОСБЛОК по тел. +7 (495) 960-04-57, мы с радостью ответим на все Ваши вопросы.

Изоляция из пенопласта

— значения и типы R

Тодд Фратцель об изоляции

Типы изоляции из пенопласта

Я написал несколько сообщений о том, как утеплить стены подвала, в которых я продвигаю использование изоляции из пенопласта в качестве первой линии защиты от влаги и плесени. Из-за этого я часто получаю вопросы о том, какой тип теплоизоляции из пенопласта использовать и какие значения R обеспечивают эти продукты.

На рынке представлены три основных изоляционных плиты из пенопласта , выпускаемые под разными названиями производителей.К основным типам утеплителя из пенопласта относятся: полистирол, полиуретан или полиизоцианурат.

Они включают пенополистирол, экструдированный полистирол и полиизоцианурат без покрытия или с покрытием из фольги. На сайте DOW products есть много информации о различных продуктах из пенопласта. Я также рекомендую вам прочитать недавнюю статью о продуктах из пеноматериала с открытыми и закрытыми ячейками, чтобы понять различия между этими двумя типами продуктов.

Пенополистирол

Пенополистирол (EPS) является самым дешевым и наименее используемым продуктом из пенополистирола на рынке.Этот продукт обычно имеет значение R от 3,6 до 4,0 на дюйм толщины. Изоляция из пенополистирола похожа на пену, используемую для упаковки «арахиса», и обычно используется для изоляционных бетонных форм, также известных как ICF. Он также иногда используется в коммерческих зданиях для изоляции крыш и стеновых панелей, которые обычно зажаты между легким металлом.

Стоимость = Самая дешевая из изоляционных плит.

Экструдированный пенополистирол

Экструдированный пенополистирол (XPS), также известный как синяя или розовая плита, бывает разной толщины и краевого профиля.Эта изоляционная плита, вероятно, является одним из наиболее широко используемых изоляционных материалов из пенопласта в жилищном строительстве. XPS имеет значение R от 4,5 до 5,0 на дюйм толщины.

Это продукт, который я обычно использую для утепления стен подвала. Он недорогой, легкий и простой в использовании. Этот продукт также используется для утепления стен фундамента снаружи и даже под плитами.

Стоимость = Этот продукт является серединой пути для этих типов изоляционных материалов из пенопласта.

Полиизоцианурат и полиуретан

Полиизоцианурат, также известный как полиизо, используется во всех видах коммерческих зданий, а в последнее время и в проектах жилых домов. Полиизо обычно используется с облицовкой из фольги, и его значение R составляет от 7,0 до 8,0 на дюйм толщины. Светоотражающая поверхность из фольги делает ее отличной изоляционной панелью при использовании лучистого тепла. Облицовка фольгой также позволяет очень легко склеивать лентой с фольгой хорошего качества.

Стоимость = Полиизо является самым дорогим из изоляционных материалов из пенопласта, но имеет наивысшее значение R.

Полиуретан и полиизоцианурат являются пенопластами с закрытыми порами. Они содержат в ячейках газы с низкой проводимостью (обычно один из газов HCFC или CFC). Более высокие значения R (R от 7,0 до 8,0) являются результатом термического сопротивления газов в ячейках. Это может привести к нескольким недостаткам, включая выделение газов HCFC или CFC, а также снижение R Value с течением времени по мере выхода газа.

Оценка нелинейных вязкоупругих параметров по расчетным линейным моделям поведения вокруг множества точек осаждения пенопластовой системы

Образец цитирования: Азизи, Ю., Сундарам, В., Дэвис, П., и Баджадж, А., «Оценка нелинейных вязкоупругих параметров на основе расчетных линейных моделей поведения вокруг множественных точек осаждения пенопластовой системы», SAE Int. J. Passeng. Машины — мех. Syst. 7 (1): 211-220, 2014 г., https://doi.org/10.4271/2014-01-0851.
Загрузить Citation

Автор (ы):

Юсоф Азизи, Вайдьянадан Сундарам, Патрисия Дэвис, Анил Баджадж

Филиал:

Purdue Univ., Cummins Emission Solutions

Страниц: 10

Событие:

Всемирный конгресс и выставка SAE 2014

ISSN:
1946–3995

e-ISSN:
1946-4002

Также в:

Международный журнал SAE по легковым автомобилям — Механические системы-V123-6EJ, Международный журнал SAE по легковым автомобилям — Механические системы-V123-6

Влияние пены на подвижность жидкой фазы в пористой среде

Измеренные данные о падении давления представлены в виде кажущейся вязкости пены мкм _пены [Па. s], при разном качестве, f _g [-], которые определяются как

, где A [m ² ] — площадь поперечного сечения сердечника, q _g [m ³ / s] и q _l [m ³ / s] — скорости закачки газа и жидкости, k [m ² ] — абсолютная проницаемость , Δ p [Па] — перепад давления по длине активной зоны, L [м].Относительные проницаемости водной фазы, k _rw , и газовой фазы, k _rg , рассчитывают путем преобразования расширенного закона Дарси и использования приведенных выше определений, т. Е.

, где мкм _г [Па.с] и мкм _w [Па.с] — это вязкости газовой и жидкой фаз соответственно. Измерения насыщения жидкостью выполняются для участка от середины сердечника, где на среднее насыщение не влияют упрочнение пучка, вход и эффекты на конце капилляра ^21,22 , как показано на рис. 1.

Данные относительной проницаемости для газа / воды должны быть измерены с большими вязкими силами, то есть большими капиллярными числами, чтобы оставаться инвариантными к изменениям в условиях коллектора и согласовываться с выводом относительной проницаемости из теории фракционного потока, описанной Уравнения 3 и 4 ²³ . Когда поверхностно-активное вещество присутствует в пористой среде, образование пены создает большие градиенты давления, приводящие к увеличению соответствующих капиллярных чисел, задаваемых формулой ²⁴

, где H и L — это диаметр и длина сердцевины, а Δ p _c — характерная разница капиллярного давления, принимаемая равной 1000 Па ²³ .Используя данные измерения перепада давления, показанные на рис. 3a, и измеренную водонасыщенность, полученную с помощью КТ-сканера для разного качества пены и концентраций поверхностно-активного вещества, можно построить график зависимости насыщения жидкостью от капиллярного числа, который показан на рис. 3b. . Точки темного цвета — это измерения в режиме низкого качества, а символы серого цвета — данные в режиме высокого качества. Интересно отметить, что для данного капиллярного числа достигается многократное насыщение жидкости.Это связано с тем, что скорость коалесценции пены увеличивается при уменьшении насыщения жидкостью. Это жидкостное насыщение, известное как предельное водонасыщение ( S _w ^* ), зависит от концентрации поверхностно-активного вещества ^4,5 . По величине капиллярного числа можно сделать вывод, что наши измерения выполняются при больших капиллярных числах, и поэтому поток (особенно в режиме низкого качества) имеет преобладание вязкости, т.е. расчетные данные относительной проницаемости для воды в этой статье являются присущие относительные проницаемости системы, на которые не влияет неоднородность капиллярного давления.Расчетные капиллярные числа для некоторых точек данных в режиме высокого качества малы, и поэтому в нашем анализе мы используем данные о насыщении из режима низкого качества для оценки функций относительной проницаемости.

Рисунок 3

Измеренные перепады давления для различных концентраций поверхностно-активного вещества и соответствующие капиллярные числа, рассчитанные по формуле. (6).

Относительная проницаемость жидкой фазы

Модель относительной проницаемости типа Кори, подогнанная к экспериментальным данным, показанным в таблице 1, определяется

Таблица 1 Оптимизированные параметры модели относительной проницаемости Кори для потока воздух-вода в Песчаник Бентхаймера; параметры относительной проницаемости газовой фазы в отсутствие ПАВ равны = 0.587; n _г = 0,938; S _гр = 0,03.

, где и — конечная проницаемость для воды и газовой фазы, S _wc — неснижаемая водонасыщенность, а S _gr — остаточная газонасыщенность. Основная трудность при измерениях данных относительной проницаемости для газа / воды состоит в том, чтобы определить S _wc , т. е.е. водонасыщенность, при которой относительная проницаемость по воде приближается к нулю. Заявленные значения S _wc часто зависят от относительной величины силы тяжести / капиллярных / вязких сил и не являются внутренним свойством породы. Такие измерения приводят к эффективной функции k _rw и могут вводить в заблуждение при интерпретации данных по пеноматериалам. Здесь мы исследуем два набора данных k _rw , чтобы исследовать влияние пены на подвижность жидкой фазы.Первый набор включает данные, измеренные с помощью стационарного эксперимента по вытеснению газа / воды при низких капиллярных числах (рис. 4а). Второй набор данных взят из исх. 23, измеренные при высоких капиллярных числах (рис. 4b). В нашей схеме оптимизации мы сначала подгоняем кривые относительной проницаемости для газа и воды к данным относительной проницаемости для газа / воды. Мы исследовали различные схемы оптимизации, чтобы согласовать функцию k _rw с данными k _rw -S _w , полученными в результате экспериментов с пеной. Для первого набора данных наилучшее соответствие получается, если значения n _w и S _gr постоянны и варьировать только значение неснижаемой водонасыщенности, тогда как для второго По набору данных получается единая кривая для всех данных относительной проницаемости жидкости. Эти оптимизированные значения параметров модели Кори используются для сравнения модели пены с неявной текстурой с экспериментальными данными.

Рис. 4. Данные по проницаемости для газа и жидкости в отсутствие поверхностно-активного вещества и данные по проницаемости для жидкости в присутствии поверхностно-активных веществ AOS и Amphosol в песчанике Бентхаймера; на верхнем рисунке показаны четыре различные кривые относительной проницаемости с разными значениями, присвоенными для S _wc .

На нижнем рисунке показана единственная кривая относительной проницаемости по воде, подогнанная ко всем точкам данных; параметры показаны в таблице 1.

Относительная проницаемость газовой фазы

В модели локального равновесия пены с неявной текстурой (IT) для системы с двухфазным потоком относительная проницаемость по газу в присутствии пены определяется выражением

, где N _Ca = μ _пена u _t / σ _wg — эталонное капиллярное число, а [ fmmob, epdry, fmdry, fmcap, epcap ] — регулируемые параметры, используемые для объяснения физики течения пены в пористой среде ²⁵ .Среди этих параметров fmdry представляет предельную водонасыщенность, S _w ^* . При высыхании ниже fmdry (выше P _c ^* ) пена высыхает, и скорость ее коалесценции резко возрастает, что приводит к образованию пены с грубой текстурой. Если схлопывание пены резкое (большое epdry ), переход между режимами происходит при. Однако, если схлопывание пены не является резким (меньше epdry ), существует диапазон водонасыщенности, при котором пена становится более грубой по текстуре.

Относительная проницаемость жидкости в присутствии поверхностно-активного вещества, рассчитанная по формуле. (4) показаны на рис. 4. Когда используется первый набор данных относительной проницаемости, расчетные значения относительной проницаемости жидкости в присутствии поверхностно-активного вещества не совпадают с измеренными относительными газами / водой без поверхностно-активных веществ. кривая проницаемости. Ближайшая относительная проницаемость ПАВ составляет 0,03 мас.% АОС, т.е. самая низкая концентрация ПАВ в наших экспериментах. Кривая k _rw — S _w сдвигается влево из-за увеличения концентрации поверхностно-активного вещества, а кажущаяся неснижаемая водонасыщенность уменьшается с 0.25 на исходной кривой относительной проницаемости для воды до 0,135 для 0,5 мас. % АОС, как показано в таблице 1. Это может привести к выводу, что параметры относительной проницаемости жидкости являются функциями концентрации поверхностно-активного вещества в присутствии пены в пористой среде. СМИ. Исходя из этого предположения, измеренные данные кажущейся вязкости можно сравнить с моделью IT-пены. В качестве примера, данные для потока 0,5 мас.% Пены амфосол / азот показаны на фиг. 5. Сплошной линией показана модель IT-пены, подогнанная к данным, в соответствии с процедурой, описанной в п.5. Скорректированная относительная проницаемость жидкости используется для получения согласия между данными и моделью IT-пены. Принимая во внимание неизменную относительную проницаемость жидкости в присутствии пены, нет необходимости измерять насыщенность жидкостью, потому что она может быть рассчитана обратно по формуле. (4) используя уравнение. (5):

Рис. 5: Экспериментальные данные для измеренной кажущейся вязкости и насыщенности как функции фракционного потока газа для потока 0,5 мас. % Азотной пены Amphosol в керне песчаника Бентхаймера.

Сплошные линии рассчитаны с использованием модели IT-пены. Зеленая линия предполагает, что подвижность жидкости остается неизменной в присутствии пены, и использует одну кривую относительной проницаемости с параметрами, показанными в таблице 1. Синяя линия предполагает, что присутствие пены изменяет значение S _wc в первый набор данных относительной проницаемости.

Относительная проницаемость газовой фазы может быть получена путем подгонки модели к данным пены μ — f _g .На рис. 5 сравнивается соответствие между моделью IT-пены и данными с использованием модифицированных значений относительной проницаемости жидкости и жидкости без поверхностно-активного вещества. В обоих случаях можно получить хорошее совпадение с данными кажущейся вязкости; тем не менее, данные f _g — S _w могут быть сопоставлены только с измененной кривой относительной проницаемости жидкости (сплошная синяя кривая). Это подтверждает, что без точной информации о насыщении жидкостью в пористой среде оценка параметров модели пены по данным кажущейся вязкости может быть ошибочной.

Расчетные параметры модели пены с использованием двух наборов данных относительной проницаемости представлены в таблице 2. Результаты показывают, что для первого набора данных относительной проницаемости fmdry является единственным параметром, который отличается для кернов с и без раствора ПАВ. Значение fmdry не может уменьшаться ниже уровня насыщения неснижаемой водой, то есть fmdry > S _wc . Следовательно, когда значение S _wc уменьшается в функции относительной проницаемости (уравнение.5) значение fmdry также может достигать более низких значений. Следовательно, получается кривая фракционного расхода, которая соответствует данным. Значение fmdry при моделировании оказывает значительное влияние на предельную стабильность и размах пены в пористой среде.

Таблица 2 Параметры модели пены IT для потока 0,5 мас.% Амфосол-азотной пены в песчанике Бентхаймера с исходными и модифицированными параметрами относительной проницаемости жидкости.

Однако данные без поверхностно-активного вещества k _rw , использованные в этом подходе, сомнительны, потому что данные были измерены при низких капиллярных числах или потоке с преобладанием капилляров без учета капиллярного давления ^26,27 .В таком эксперименте профиль капиллярного давления уменьшается от значения на впускном конце до нулевого значения на выпускном конце активной зоны. Скорее всего, заявленная водонасыщенность S _wc = 0,25 не является водонасыщенностью, при которой относительная проницаемость воды стремится к нулю, а скорее является водонасыщенностью, при которой вода больше не течет из-за преобладания капиллярное давление в отсутствие ПАВ.

Когда поверхностно-активное вещество присутствует в активной зоне, нагнетание газа создает пену, которая, в свою очередь, вызывает большие градиенты давления и изменяет баланс сил в пользу сил вязкости.Во время экспериментов по вытеснению пены величина капиллярного давления становится почти равной предельному капиллярному давлению, а водонасыщенность приближается к предельной водонасыщенности или фмв . Следовательно, можно утверждать, что кривые относительной проницаемости в отсутствие поверхностно-активного вещества можно использовать только в том случае, если градиент давления газа приблизительно равен градиенту давления пены, то есть в пределе потока с преобладанием вязкости или большого капиллярного числа. Тогда капиллярное давление (и распределение жидкости) будет аналогично давлению пены, и измеренная относительная проницаемость жидкости будет намного ближе к правильному значению.Для оценки этого аргумента используется одна кривая относительной проницаемости жидкости (с параметрами в последней строке таблицы 1 и показанными на рис. 4b). В этом подходе измеренное жидкое насыщение для каждого качества пены в экспериментах присвоено значение fmdry в формуле. (9). Зеленые кривые на рис. 5 показывают сравнение данных и результатов модели пены IT для эксперимента с 0,5 мас.% Поверхностно-активного вещества Amphosol. Удовлетворительное (но не идеальное) согласие получено как для кривых кажущейся вязкости, так и для кривых фракционного расхода.Параметры модели пены для случая поверхностно-активного вещества Amphosol 0,5 мас.% Показаны в последней строке таблицы 2, которые отличаются от параметров из первого подхода. Это означает, что выбор данных k _rw , измеренных при больших капиллярных числах, то есть собственной относительной проницаемости, приводит к выводу, что влияние пены на подвижность жидкой фазы не является выраженным и им можно пренебречь. Отклонение рассчитанной кривой фракционного расхода (зеленая линия на рис.5) при более высоком качестве пены, вероятно, из-за трудностей в достижении точки устойчивого состояния при высоком качестве пены.

Прочность пены

На рис. 6 показана кажущаяся вязкость AOS / азота для разного качества пены и концентраций AOS. Переходное качество пены, то есть фракционный поток, при котором μ _пена достигает своего максимума, имеет большее значение, когда концентрация поверхностно-активного вещества увеличивается. Когда концентрация ПАВ увеличивается от 0.От 03% до 0,1% по весу, изменяется от 0,25 до 0,8. Однако при концентрациях выше КМЦ, то есть 0,1 мас.%, 0,5 мас.% И 1,0 мас.%, Скорость увеличения концентрации поверхностно-активного вещества значительно снижается. В режиме низкого качества связь между концентрацией поверхностно-активного вещества и прочностью пены не очевидна для концентраций выше ККМ. Однако пена становится сильнее, когда концентрация падает ниже CMC. Максимальная кажущаяся вязкость пены сначала увеличивается с 0,9 Па · с (при 0,03 мас.% AOS) до 1.4 Па · с (при 0,1 мас.% AOS). Для концентрации выше 0,1 мас.% Максимальная кажущаяся вязкость немного уменьшается с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества. Вероятно, это связано с тем, что при высоких концентрациях поверхностно-активного вещества, когда концентрация мицелл в растворе поверхностно-активного вещества высока, некоторые мицеллы захватываются пленкой во время процесса утонения. ^8,19,20 .

Рисунок 6

Влияние концентрации поверхностно-активного вещества на кажущуюся вязкость пены.

Стабильность пены в пористой среде определяется величиной P _c ^* , которая зависит от типа и концентрации поверхностно-активного вещества, среди других параметров ^4,28 .Из экспериментальных данных в режиме высокого качества можно сделать вывод, что P _c ^* увеличивается с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества из-за более низкой водонасыщенности и приводит к более прочной и стабильной пене. В режиме низкого качества пены реология более сложна и является функцией многих факторов, включая улавливание газа и сопротивление отдельных ламелей при их течении. Взаимосвязь между прочностью пены при некачественном режиме и концентрацией ПАВ требует дополнительных исследований.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Взаимосвязь между блокирующими характеристиками и текстурой пены в пористой среде

Пена широко используется в качестве селективного блокирующего агента посредством контроля подвижности при разработке нефтяных месторождений. Его текучесть в пористой среде достаточно изучена, но было проведено мало исследований, чтобы понять изменение текстуры пены в потоке. В этой работе эксперименты с набивкой песка и микромоделями проводились одновременно для анализа поведения потока пены с точки зрения текстуры пены.На основании измеренного давления течения и наблюдаемого изображения пены была количественно исследована корреляция между давлением слипания и текстурой пены. Давление блокировки имеет сильную корреляцию со средним диаметром (-0,906) и коэффициентом вариации (-0,78) и имеет положительную корреляцию с коэффициентом заполнения (0,84). Это указывает на то, что на блокирующую способность пены в значительной степени влияет ее текстура. Но анализ пути показывает только то, что средний диаметр и коэффициент вариации оказывают значительное прямое влияние на давление блокировки (-0.624 и -0,404). Они показывают, что блокирующая способность пены в основном зависит от размера и однородности пузырьков. Крошечная, плотная и однородная пена имеет более сильную блокирующую способность. Это исследование дает глубокое понимание течения пены в пористой среде.

1. Введение

Пена, как система газожидкостной дисперсии, широко используется при разработке нефтяных месторождений с такими характеристиками, как низкая плотность, низкий уровень повреждений, высокая способность выдерживать песок, хорошие характеристики подвижного контроля и т. Д. [1–5] .Как обычный закупоривающий агент, пена может выборочно блокировать слои с высокой проницаемостью и слои с высокой водонасыщенностью [6, 7]. При разработке тяжелой нефти с закачкой пара пена может предотвращать образование каналов пара, контролировать наложение пара и увеличивать объем пара, что улучшает эффективность использования тепла и характеристики теплового развития [8–14]. Однако, поскольку это термодинамически нестабильная система, на ее характеристики значительно влияет температура. При высокой температуре стабильность пены резко снижается, а блокирующие свойства крайне неудовлетворительны, что значительно ограничивает применение пены при термическом восстановлении.

Для изучения поведения потока пены в пористых средах были проведены обширные исследования в экспериментах с ядром или набивкой с песком, в которых измерялись перепад давления, насыщенность и текстура пены, а также анализировался эффект блокировки [15–20]. Текстура пены относится к характеристикам системы пены, включая средний диаметр, однородность и плотность. Морфология пузыря относится к внешнему виду отдельного пузыря, включая размер и форму. Технология CT также использовалась для исследования переходного потока пены и выяснения механизмов контроля подвижности пены [21, 22].Было обнаружено, что пена протекала через песчаный мешок, непрерывно разрушаясь и преобразовываясь, и подвижность пены уменьшалась в два этапа: начальное распространение пены вперед и вторичная обратная десатурация жидкости. Механизм распространения пены казался первоначальным каналом для газа, который постепенно становился все более однородным по мере того, как пена блокировала каналы. Панг [23] изучал влияние концентрации поверхностно-активного вещества, качества пены, скорости закачки жидкости и газа, проницаемости, температуры и нефтенасыщенности на блокирующую способность.Остерло и Янте [24] изучали влияние фракционного потока газа на установившийся поток пены. Они обнаружили, что пена распространялась поршневым образом во время переходного смещения, и режим потока пены сильно изменялся вместе с фракционным потоком газа. Геометрия пористой среды также имеет большое влияние на текучесть пены и текстуру пены [25–27].

Эксперимент по визуализации в микромодели также широко используется для исследования поведения потока пены в пористой среде, что обеспечивает эффективный метод анализа потока пены и механизма потока [28–34].При исследовании потока пены наблюдались механизмы отрыва, разделения ламелей и динамического дренажа ламелей под действием капиллярного давления. Явления потока пены были чувствительны к режиму нагнетания, локальной капиллярной среде и геометрии структуры пор. Исследовано течение пены в пористой среде на уровне пор. Газ перемещался через поровые каналы посредством модифицированного потока цепочки пузырьков с меньшим размером пузырьков. Пузырьку было легко захватить в порах большего размера из-за недостаточной движущей силы.Пластинки были стабильными, и дренаж жидкости приводил к разрушению и реформированию. Жидкость протекала через сеть пленок в присутствии пены, а газ вытеснялся ламелями в длинных пузырьках. Отщепление было основным механизмом образования пузыря. Жидкость и газ находились в порах пены, что приводило к значительному снижению эффективной подвижности воздуха.

Теоретические исследования проводились также с разных сторон. Изучено влияние статических и межфазных свойств пены на характеристики текучести и блокирующую способность, между которыми существует определенная взаимосвязь [35–37].Wang et al. [18] разработали математическую модель фактора сопротивления пены при воздействии факторов концентрации пенообразователя, качества пены, проницаемости, температуры и нефтенасыщенности на основе испытаний в песчаной упаковке. Wang et al. [38] предложили модель эволюции структуры, основанную на теории фракталов, в которой структура пены и количество пузырьков были тщательно проанализированы. Текстуру пены (размер пузырьков) в пакете с песком наблюдали с помощью ячейки визуализации, в которой текстура пены напрямую соответствовала характеристикам потока.Было обнаружено, что пена с более мелкой текстурой приводит к большему сопротивлению потоку [39–41]. Некоторые модели потока пены были предложены для моделирования потока пены и выявления механизма блокировки [42–46]. Во всех моделях было одно общее: текстура пены считалась определяющим фактором ее текучести. Поэтому необходимо проанализировать текстуру пены, чтобы объяснить поведение потока.

На основании предыдущих исследований можно сделать вывод, что пузырьки существенно влияют на характеристики потока пены и ее блокирующую способность.Однако наблюдать и анализировать морфологию пузырьков в керне или песчаном пакете затруднительно из-за непрозрачности. Для решения этой проблемы была применена модифицированная экспериментальная система, сочетающая модель мешка с песком с микромоделью визуализации, в которой пена, наблюдаемая в визуальной микромодели, приблизительно рассматривалась как такая же пена в мешочке с песком [39–41]. Взаимосвязь между текстурой пены и ее текучестью была изучена, но эти исследования носят качественный характер и не являются исчерпывающими, а некоторые другие характеристики пены не рассматриваются, за исключением размера пузырьков.

В этой статье, чтобы лучше понять поведение потока пены с точки зрения текстуры пены, были проведены эксперименты при четырех температурах для наблюдения текстуры пены в микромодели и одновременного измерения давления течения вдоль мешка с песком. На этой основе было установлено соответствие между давлением блокировки и текстурой пены, и эта корреляция была количественно проанализирована с помощью корреляционного анализа и анализа пути. Кроме того, влияние температуры на текучесть пены было проанализировано с точки зрения межфазных свойств.

2. Эксперимент

2.1. Материалы

Компаундированная система поверхностно-активных веществ, произведенная Qingtian Natural Plant Technology Co. Ltd (Чжэцзян, Китай), была использована для образования пены. Компаундированная система поверхностно-активного вещества включает биологическое поверхностно-активное вещество (сапонин Camellia oleifera), различные добавки (додецилдиметилбетаин, кокосовый диэтаноламид и оксид лаурилдиметиламина) и деионизированную воду. Молекулярная структура сапонинов Camellia oleifera показана на рисунке 1.Эффективное содержание системы поверхностно-активных веществ составляет 45 мас.%, Со значением pH от 7,5 до 8 и плотностью 1,03–1,04 г / см ³ . При 25 ° C и атмосферном давлении его межфазное натяжение составляет 22,5 мН / м при концентрации 0,5%. Используемая вода представляла собой дистиллированную воду. В качестве газа для образования пены использовали азот чистотой 99,9%, поставляемый Tianyuan Inc. (Китай).

2.2. Экспериментальная установка

На рис. 2 показана схема комбинированной системы, используемой для измерения давления и наблюдения за текстурой пены.Раствор поверхностно-активного вещества вводили насосом ISCO (модель 100DX, Teledyne Technologies). Скорость закачки газа контролировалась контроллером массового расхода газа (модель SLA5850S, Brooks). Песок имел длину 60,0 см и внутренний диаметр 2,54 см, на котором равномерно были распределены четыре датчика давления (модель 3210PD, точность 0,001 МПа). Четыре положения датчиков давления были названы точками 1, 2, 3 и 4 от входа до выхода. Точки 2, 3 и 4 были связаны с протравленной стеклом микромодели для наблюдения за морфологией текущего пузырька в реальном времени.Микромодель помещалась в держатель, и ее размер составлял. Чтобы свести к минимуму влияние пористой среды в микромодели на морфологию пузырьков, размер пор в микромодели должен быть как можно более похож на модель с песком. Средний радиус порового канала песчаной набивки может быть приблизительно получен следующим образом:
где — средний радиус порового канала песчаной набивки, в мкм м; — проницаемость песчаной набивки, в мкм м ² ; и — пористость набивки с песком. Таким образом, используемая микромодель с проточным каналом шириной и глубиной 10-100 мкм м является удовлетворительной.Изображения пены в микромодели были записаны цифровой камерой (модель L110 Nikon). Пакет с песком и микромодель были завернуты в электрическую нагревательную рубашку, как показано на рисунках. Трубопроводы, соединяющие пакет с песком и микромодель, были обернуты ленточным электронагревателем. Температуру рубашки электрического обогрева и ленты электрического обогрева устанавливали с помощью регулятора температуры. Термопара с точностью порядка 0,1 ° C использовалась для измерения температуры мешка с песком, микромодели и трубопроводов.Регулятор противодавления (BPR) с точностью до 0,01 МПа использовался для контроля давления в пакете с песком и микромодели. Было установлено противодавление 2 МПа для предотвращения испарения воды при температуре выше 100 ° C.

2.3. Экспериментальные процедуры

Экспериментальные процедуры были следующими. (1) Керн был подготовлен в пакете с кварцевым песком и раствор поверхностно-активного вещества с концентрацией 1,0%. (2) Песок откачивали в течение более 4 часов, а затем насыщали дистиллированной водой с рассчитанными пористостью и проницаемостью.(3) Аппараты были подключены, и нагревательный кожух был установлен на экспериментальную температуру. (4) После того, как температуры набивки с песком и микромодели достигли стабильности, раствор поверхностно-активного вещества и газ вводили с той же скоростью впрыска 1,0 мл / мин в экспериментальных условиях до тех пор, пока давление вытеснения не изменилось. (5) Во время потока пены регистрировались давления, и морфология пены в различных положениях наблюдалась на микромодели визуализации путем изменения соединения трубопровода с мешком с песком.Подробные экспериментальные параметры показаны в таблице 1.