多場協(xié)同強化分離技術(shù)及理論

目錄
第1章 緒論 1
1.1 常見的物理場強化分離方法 1
1.1.1 重力沉降法 1
1.1.2 離心法 1
1.1.3 電場法 2
1.1.4 微波法 2
1.1.5 超聲法 3
1.2 物理場分離技術(shù)發(fā)展趨勢 3
1.3 多場協(xié)同分離方法 4
1.3.1 與電場聯(lián)合的協(xié)同分離方法 4
1.3.2 其他物理場協(xié)同分離方法 12
1.4 本書的主要結(jié)構(gòu) 13
參考文獻 14
第2章 電場-旋流離心場耦合分離技術(shù) 16
2.1 工藝流程 16
2.2 電場-旋流離心場耦合分離模型 17
2.2.1 單元模型 17
2.2.2 控制方程 18
2.3 過程仿真與計算 22
2.3.1 用戶自定義函數(shù)方法 22
2.3.2 網(wǎng)格劃分及無關(guān)性分析 24
2.3.3 物性參數(shù)及邊界條件 25
2.3.4 求解參數(shù)設(shè)置 25
2.4 系統(tǒng)分離特性 26
2.4.1 電壓幅值對耦合裝置分離效率的影響 26
2.4.2 電場頻率對耦合裝置分離效率的影響 29
2.4.3 入口流速對耦合裝置分離效率的影響 32
2.5 系統(tǒng)參數(shù)的組合優(yōu)化 35
2.5.1 參數(shù)的組合優(yōu)化方法 35
2.5.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定及組合優(yōu)化 35
2.5.3 操作參數(shù)的設(shè)定及組合優(yōu)化 41
2.6 電場-旋流離心場耦合分離實驗平臺與實驗 48
2.6.1 實驗裝置 48
2.6.2 實驗樣品 49
2.6.3 實驗步驟 49
2.6.4 實驗結(jié)果與分析 50
參考文獻 52
第3章 電場-旋流離心場串聯(lián)分離技術(shù) 54
3.1 工藝流程 54
3.2 電場脫水單元設(shè)計及其動力學(xué)特性 55
3.2.1 高壓脈沖電場作用下乳化液液滴振動動力學(xué)特性 55
3.2.2 電場脫水單元設(shè)計 59
3.3 旋流離心分離單元結(jié)構(gòu)設(shè)計及其流場分布 66
3.3.1 旋流離心分離單元基本結(jié)構(gòu)及工作原理 66
3.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計 67
3.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化 80
3.3.4 安裝傾角對脫水率的影響 84
3.4 分離系統(tǒng)參數(shù)調(diào)控 86
3.4.1 入口流量對破乳脫水的影響 86
3.4.2 底流分流比對破乳脫水的影響 88
3.4.3 入口含水體積分數(shù)對破乳脫水的影響 89
3.4.4 液滴粒徑對破乳脫水的影響 90
3.5 電場-旋流離心場串聯(lián)分離裝置與實驗 92
3.5.1 分離裝置及其工作原理 92
3.5.2 含水體積分數(shù)測定方法與儀器 94
3.5.3 實驗方案及操作步驟 95
3.5.4 實驗結(jié)果與分析 96
參考文獻 101
第4章 電場-旋流離心場-溫度場協(xié)同分離技術(shù) 102
4.1 工藝流程 102
4.2 模型與計算 103
4.2.1 數(shù)值模型與方程 103
4.2.2 物性參數(shù)及邊界條件 103
4.3 三場協(xié)同破乳脫水單元分離特性 104
4.3.1 不同溫度條件對單元分離效率的影響 104
4.3.2 特定溫度條件下操作參數(shù)與分離效率 107
4.4 三場協(xié)同破乳脫水裝置與實驗 127
4.4.1 實驗裝置 127
4.4.2 實驗方案 128
4.4.3 實驗樣品及檢測裝置 129
4.4.4 實驗步驟 129
4.4.5 實驗結(jié)果與分析 130
參考文獻 137
第5章 基于群體平衡模型的雙場耦合分離技術(shù) 138
5.1 耦合場乳化液液滴的聚結(jié)與破碎過程 138
5.1.1 群體平衡模型 138
5.1.2 電場聚結(jié) 139
5.1.3 湍流聚結(jié) 141
5.1.4 破碎模型 143
5.2 模型計算 144
5.2.1 多相流模型與群體平衡模型的耦合 144
5.2.2 網(wǎng)格劃分與無關(guān)性分析 145
5.2.3 物性參數(shù)及邊界條件 146
5.2.4 求解參數(shù)設(shè)置 146
5.3 系統(tǒng)分離特性及工作參數(shù)調(diào)控 147
5.3.1 對流場的影響 147
5.3.2 對液滴粒徑的影響 149
5.3.3 對含油體積分數(shù)的影響 151
5.4 雙場耦合分離實驗 153
5.4.1 實驗步驟 153
5.4.2 實驗結(jié)果及分析 154
5.5 基于雙場耦合的三相分離技術(shù)與裝置 157
5.5.1 工藝流程設(shè)計 157
5.5.2 三相分離系統(tǒng)仿真模型 159
5.5.3 模型計算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化 160
5.5.4 三相分離實驗及性能測試 168
參考文獻 172