油包水乳化液水擊諧波破乳動(dòng)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(guò)程中不可避免的被水分污染,極易形成油包水型乳化液,簡(jiǎn)稱(chēng)W／O乳化液,使油液的理化性能降低,造成油液的報(bào)廢,進(jìn)行焚燒或傾倒,不僅造成油資源的浪費(fèi),還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。因此,對(duì)W／O乳化液的污染治理擺在專(zhuān)家面前的一項(xiàng)重大課題。目前,國(guó)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(duì)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(duì)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(chǎng)來(lái)進(jìn)行破乳的方法,稱(chēng)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(chǎng)的形成原理,針對(duì)本文的研究對(duì)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(duì)比驗(yàn)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(jì)算,也適用于也液.液兩相流水擊波速的計(jì)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(chǎng)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(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)模型,并利用MATLAB7.5對(duì)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(yùn)動(dòng)軌跡、分散相液滴運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度變化規(guī)律以及系統(tǒng)參數(shù)對(duì)分散相液滴運(yùn)動(dòng)速度的影響規(guī)律。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn),分別驗(yàn)證了分散相液滴到達(dá)波節(jié)的時(shí)間與速度:一方面水擊諧波破乳實(shí)驗(yàn)的圖像采集系統(tǒng)對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果相對(duì)誤差為6.4％；另一方面實(shí)驗(yàn)的平均速度為4.6×104 m／s,實(shí)驗(yàn)與仿真的結(jié)果相對(duì)誤差為4.3％。實(shí)驗(yàn)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(chǎng)中動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,揭示了水擊諧波場(chǎng)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的動(dòng)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