微波對(duì)油水乳狀液作用規(guī)律的數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、微波破乳就是利用高頻變化的電磁場(chǎng)對(duì)乳狀液進(jìn)行輻射處理，進(jìn)而促進(jìn)油水分離。有關(guān)微波破乳，前人做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)了許多實(shí)驗(yàn)規(guī)律，并且取得了較好的破乳效果。然而國(guó)內(nèi)外對(duì)微波破乳的理論研究還不夠，因此為了進(jìn)一步搞清微波破乳的規(guī)律，促進(jìn)該技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用，論文通過(guò)數(shù)學(xué)建模從理論上分析了微波促進(jìn)油水分離的機(jī)理。
　　首先研究基于乳狀液理論分別對(duì)由瀝青質(zhì)和界面活性物質(zhì)組成界面膜的W/O型乳狀液和由APAM和界面活性物質(zhì)組成界面膜的O/W型

2、乳狀液建立球狀物理模型;第二步是在電磁場(chǎng)理論和傳熱學(xué)理論的基礎(chǔ)上建立溫度場(chǎng)分布的數(shù)學(xué)模型;第三步是通過(guò)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)公式確定模型中的相關(guān)參數(shù)，并結(jié)合Maple軟件求解;第四步是做大量實(shí)驗(yàn)，并與理論計(jì)算結(jié)果做一比較，研究表明實(shí)驗(yàn)與理論較好的吻合;最后結(jié)合理論溫度分布計(jì)算式，分別討論了微波輻射時(shí)間、電場(chǎng)強(qiáng)度和頻率對(duì)破乳的影響規(guī)律，并且從溫度場(chǎng)對(duì)界面膜強(qiáng)度、連續(xù)相粘度、界面吸附能、雙電層排斥勢(shì)及體相粘度的影響分析了微波破乳機(jī)理。
　　經(jīng)研究

3、知乳狀液各相溫度分布與微波輻射時(shí)間成線性關(guān)系、與電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比。對(duì)于W/O型乳狀液，電場(chǎng)強(qiáng)度一定時(shí)，隨著微波輻射時(shí)間的增加，界面膜強(qiáng)度和界面吸附能直線下降，連續(xù)相粘度以指數(shù)函數(shù)的趨勢(shì)降低;微波輻射時(shí)間相同時(shí)，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，界面膜強(qiáng)度和界面吸附能以拋物線的趨勢(shì)降低，體相粘度以指數(shù)函數(shù)的趨勢(shì)下降;造成這種現(xiàn)象的原因是微波輻射時(shí)間越長(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度越大，溫度升高越快，分子間引力越小，進(jìn)而使得表面張力下降越明顯，界面分子排列開(kāi)始松散，從

4、而導(dǎo)致界面膜機(jī)械強(qiáng)度降低且液滴間聚結(jié)、聚并的阻力減小，促進(jìn)破乳。對(duì)于O/W型乳狀液，在電場(chǎng)強(qiáng)度為定值時(shí)，界面膜剪切粘度、雙電層排斥勢(shì)及體相粘度隨著微波輻射時(shí)間的增加以指數(shù)函數(shù)趨勢(shì)降低;波輻射時(shí)間相同時(shí)，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，界面膜強(qiáng)度和雙電層排斥勢(shì)及體相粘度先迅速減小后緩慢下降;這是因?yàn)槲⒉ㄝ椛鋾r(shí)間越長(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度越大，介質(zhì)轉(zhuǎn)化的熱能越多，分子間的引力越小，且組成界面膜和溶解在水中的大分子斷裂成小分子，這樣既降低了界面膜的機(jī)械強(qiáng)度又減小了液