微波對油水乳狀液作用規(guī)律的數(shù)學模型研究.pdf

1、微波破乳就是利用高頻變化的電磁場對乳狀液進行輻射處理，進而促進油水分離。有關(guān)微波破乳，前人做了大量的實驗研究，總結(jié)了許多實驗規(guī)律，并且取得了較好的破乳效果。然而國內(nèi)外對微波破乳的理論研究還不夠，因此為了進一步搞清微波破乳的規(guī)律，促進該技術(shù)在現(xiàn)場的應用，論文通過數(shù)學建模從理論上分析了微波促進油水分離的機理。
　　首先研究基于乳狀液理論分別對由瀝青質(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;第二步是在電磁場理論和傳熱學理論的基礎(chǔ)上建立溫度場分布的數(shù)學模型;第三步是通過實驗和經(jīng)驗公式確定模型中的相關(guān)參數(shù)，并結(jié)合Maple軟件求解;第四步是做大量實驗，并與理論計算結(jié)果做一比較，研究表明實驗與理論較好的吻合;最后結(jié)合理論溫度分布計算式，分別討論了微波輻射時間、電場強度和頻率對破乳的影響規(guī)律，并且從溫度場對界面膜強度、連續(xù)相粘度、界面吸附能、雙電層排斥勢及體相粘度的影響分析了微波破乳機理。
　　經(jīng)研究

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

4、而導致界面膜機械強度降低且液滴間聚結(jié)、聚并的阻力減小，促進破乳。對于O/W型乳狀液，在電場強度為定值時，界面膜剪切粘度、雙電層排斥勢及體相粘度隨著微波輻射時間的增加以指數(shù)函數(shù)趨勢降低;波輻射時間相同時，隨著電場強度的增加，界面膜強度和雙電層排斥勢及體相粘度先迅速減小后緩慢下降;這是因為微波輻射時間越長、電場強度越大，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械強度又減小了液