油包水乳化液水擊諧波破乳動力學(xué)分析及其機(jī)理研究.pdf

1、隨著全球石油資源需求量的增加,油液使用過程中不可避免的被水分污染,極易形成油包水型乳化液,簡稱W／O乳化液,使油液的理化性能降低,造成油液的報廢,進(jìn)行焚燒或傾倒,不僅造成油資源的浪費,還對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。因此,對W／O乳化液的污染治理擺在專家面前的一項重大課題。目前,國內(nèi)外很多學(xué)者提出了多種破乳方法,包括物理和化學(xué)方法,。由于這些方法都存在各自的瓶頸,比如針對性較差、產(chǎn)生二次污染、原材料難于獲取等。因而本文以46＃透平油W／O乳化

2、液為研究對象,提出一種利用系統(tǒng)中乳化液流速變化產(chǎn)生的水擊駐波場來進(jìn)行破乳的方法,稱為水擊諧波破乳方法,為今后的W／O乳化液的破乳提供一種綠色的方法,豐富破乳方法體系。
　　 首先,論文探討了水擊諧波場的形成原理,針對本文的研究對象--W／O乳化液,進(jìn)行了水擊諧波波速的推導(dǎo),并與目前應(yīng)用廣泛的單相流水擊諧波波速公式進(jìn)行了對比驗證,證明論文中兩相流水擊諧波波速公式既適用于單相流水擊波速的計算,也適用于也液.液兩相流水擊波速的計算。并

3、根據(jù)W／O乳化液中分散相液滴受力情況,建立了W／O乳化液在水擊諧波場內(nèi)的一維非恒定兩相流模型和分散相液滴在水擊諧波場中的動力學(xué)模型,并利用MATLAB7.5對上述模型進(jìn)行數(shù)值求解,分析了W／O乳化液中分散相液滴的運動軌跡、分散相液滴運動過程中速度變化規(guī)律以及系統(tǒng)參數(shù)對分散相液滴運動速度的影響規(guī)律。
　　 通過實驗,分別驗證了分散相液滴到達(dá)波節(jié)的時間與速度:一方面水擊諧波破乳實驗的圖像采集系統(tǒng)對水擊諧波破乳前后的圖片進(jìn)行分析,約2

4、00秒后駐波波節(jié)處液滴達(dá)到最大,實驗結(jié)果與仿真結(jié)果相對誤差為6.4％；另一方面實驗的平均速度為4.6×104 m／s,實驗與仿真的結(jié)果相對誤差為4.3％。實驗與仿真結(jié)果吻合。
　　 然后,在W／O乳化液中分散相液滴在水擊諧波場中動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,揭示了水擊諧波場破乳的機(jī)理:W／O型乳化液中的分散相液滴在水擊諧波場中的運動過程的動態(tài)行為依次為:遷移-聚集-碰撞-聚結(jié),并在波節(jié)處形成大液滴,在重力的作用下與油相分離,從而達(dá)到破乳的