本文主要研究内容
作者邢雷（2019）在《旋流场内离散相油滴聚结机理及分离特性研究》一文中研究指出：随着油田不断开发,油田采出液含水率逐年升高,随之而来的地面含油污水处理难度及成本逐渐增大。如何经济高效的实现油水分离,成为国内外石油工业亟需解决的一大难题。传统的聚结分离技术具有处理成本高、不连续等问题,而旋流分离技术很难保证对小粒径油滴的高效分离。研究旋流场内的油滴剪切及碰撞形变、聚结的过程与形式以及影响聚结的因素,进而掌握油滴聚结对油水分离特性的影响,对揭示旋流场内水力聚结及分离机理,指导设计出高效可行的聚结增强型旋流分离装置具有重要意义。本文运用高速摄像技术,以磁性转子驱动的旋流场内离散油滴为研究对象,构建了观测旋流场内油滴运动特性及变形特征的实验系统。采用索贝尔梯度算子对旋流场内油滴轮廓图像进行卷积计算,完成油滴运动、变形及聚结过程的轮廓识别。对旋流场内油滴间、油滴与油核间的碰撞聚结、碰撞反弹、挤压变形、抽丝分离等多种碰撞后续发展行为及过程进行表征及分析。建立了油滴在碰撞过程中的非仿射变形数学模型,分析了油滴变形过程中的静力平衡,并对油滴因变形产生的惯性力及韦伯数进行了计算及分析。分别以变形量及韦伯数为评判指标,对旋流场内油滴聚结的临界条件进行了定量描述。采用粒子成像测速技术对目标流场磁性转子转速与流体介质实际转动速度进行了测量与标定,获得了流体转速与流场半径间的关系公式。设计了液液分散体系内离散相粒度无剪切测量方法,得出了流场转速、油相浓度、剪切时间对油滴粒度分布的影响规律。采用理论分析与实验研究相结合的方法对旋流场内不同粒径油滴的径向沉降时间及沉降速度进行了对比分析,掌握了油滴粒径对径向沉降速度及时间的影响规律。以轴向及切向两种不同进液形式的旋流器结构为研究对象,采用欧拉-拉格朗日方法,分析了不同油滴粒径在两种结构旋流器内的运移轨迹及粒级效率,掌握了油滴粒径对油滴运动轨迹及旋流分离性能的影响规律。基于水力聚结机理及旋流分离理论,设计出一种由水力聚结器与旋流分离器组成的聚结增强型旋流分离装置。采用群体平衡模型对设计的聚结器以及旋流分离器内部油滴聚结破碎特性进行了数值模拟分析,获得了聚结器内速度场、浓度场、油滴粒度以及油滴运动特性的分布规律。掌握了旋流器内油滴聚结及破碎的发生位置以及处理量、分流比等操作参数对油滴粒度分布的影响规律。构建了水力聚结器聚结效率评价模型,并以聚结效率为输出指标,采用Plackett-Burman试验设计筛选出影响聚结器聚结效率的结构参数显著因子,运用正交试验设计与最陡爬坡相结合的方法确定出响应面优化的显著因子中心点。基于响应面优化方法分别建立了结构参数显著因子与聚结效率及出口压降的二阶响应模型,基于响应关系模型确定出最佳的聚结器结构参数及匹配方案。基于回归正交方法,以响应面优化后的聚结器结构为研究对象,对不同含油浓度、油水界面张力、进液速度、水相黏度等影响油滴聚结性能的参数进行了数值模拟分析,构建了多参数对聚结效率影响的回归方程。通过对回归方程的显著性分析及失拟性检验,得出所构建的回归方程符合检验标准,满足显著性及精度要求。建立聚结分离器流体域模型,对聚结分离器内部速度场、浓度场、粒度分布及油滴运动特性进行数值模拟分析。确定出了分流比及入口进液量对聚结分离器分离效率的影响规律。构建聚结性能及分离性能测试实验系统,采用高速摄像及显微分析定性的观察并描述了聚结器内油滴粒径的变化过程;运用粒度分析仪定量的分析了入口进液量、含油浓度等参数对聚结器聚结性能的影响规律。通过开展分离性能测试对比了旋流器单体样机与聚结分离器的分离效率,实验结果表明聚结分离器在不同分流比及处理量时的分离效率均高于旋流器单体。验证了聚结分离器设计的合理性以及数值模拟结果的准确性。同时开展亲油疏水涂层对聚结分离器分离性能影响的实验研究,结果显示亲油疏水涂层可使更多的油相依附在聚结内芯表面形成明显的油层凸起,增大离散油滴与油层的碰撞几率,从而进一步增强聚结分离器的分离性能。
Abstract
sui zhao you tian bu duan kai fa ,you tian cai chu ye han shui lv zhu nian sheng gao ,sui zhi er lai de de mian han you wu shui chu li nan du ji cheng ben zhu jian zeng da 。ru he jing ji gao xiao de shi xian you shui fen li ,cheng wei guo nei wai dan you gong ye ji xu jie jue de yi da nan ti 。chuan tong de ju jie fen li ji shu ju you chu li cheng ben gao 、bu lian xu deng wen ti ,er xuan liu fen li ji shu hen nan bao zheng dui xiao li jing you di de gao xiao fen li 。yan jiu xuan liu chang nei de you di jian qie ji peng zhuang xing bian 、ju jie de guo cheng yu xing shi yi ji ying xiang ju jie de yin su ,jin er zhang wo you di ju jie dui you shui fen li te xing de ying xiang ,dui jie shi xuan liu chang nei shui li ju jie ji fen li ji li ,zhi dao she ji chu gao xiao ke hang de ju jie zeng jiang xing xuan liu fen li zhuang zhi ju you chong yao yi yi 。ben wen yun yong gao su she xiang ji shu ,yi ci xing zhuai zi qu dong de xuan liu chang nei li san you di wei yan jiu dui xiang ,gou jian le guan ce xuan liu chang nei you di yun dong te xing ji bian xing te zheng de shi yan ji tong 。cai yong suo bei er ti du suan zi dui xuan liu chang nei you di lun kuo tu xiang jin hang juan ji ji suan ,wan cheng you di yun dong 、bian xing ji ju jie guo cheng de lun kuo shi bie 。dui xuan liu chang nei you di jian 、you di yu you he jian de peng zhuang ju jie 、peng zhuang fan dan 、ji ya bian xing 、chou si fen li deng duo chong peng zhuang hou xu fa zhan hang wei ji guo cheng jin hang biao zheng ji fen xi 。jian li le you di zai peng zhuang guo cheng zhong de fei fang she bian xing shu xue mo xing ,fen xi le you di bian xing guo cheng zhong de jing li ping heng ,bing dui you di yin bian xing chan sheng de guan xing li ji wei bai shu jin hang le ji suan ji fen xi 。fen bie yi bian xing liang ji wei bai shu wei ping pan zhi biao ,dui xuan liu chang nei you di ju jie de lin jie tiao jian jin hang le ding liang miao shu 。cai yong li zi cheng xiang ce su ji shu dui mu biao liu chang ci xing zhuai 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dian 。ji yu xiang ying mian you hua fang fa fen bie jian li le jie gou can shu xian zhe yin zi yu ju jie xiao lv ji chu kou ya jiang de er jie xiang ying mo xing ,ji yu xiang ying guan ji mo xing que ding chu zui jia de ju jie qi jie gou can shu ji pi pei fang an 。ji yu hui gui zheng jiao fang fa ,yi xiang ying mian you hua hou de ju jie qi jie gou wei yan jiu dui xiang ,dui bu tong han you nong du 、you shui jie mian zhang li 、jin ye su du 、shui xiang nian du deng ying xiang you di ju jie xing neng de can shu jin hang le shu zhi mo ni fen xi ,gou jian le duo can shu dui ju jie xiao lv ying xiang de hui gui fang cheng 。tong guo dui hui gui fang cheng de xian zhe xing fen xi ji shi ni xing jian yan ,de chu suo gou jian de hui gui fang cheng fu ge jian yan biao zhun ,man zu xian zhe xing ji jing du yao qiu 。jian li ju jie fen li qi liu ti yu mo xing ,dui ju jie fen li qi nei bu su du chang 、nong du chang 、li du fen bu ji you di yun dong te xing jin hang shu zhi mo ni fen xi 。que ding chu 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jie nei xin biao mian xing cheng ming xian de you ceng tu qi ,zeng da li san you di yu you ceng de peng zhuang ji lv ,cong er jin yi bu zeng jiang ju jie fen li qi de fen li xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自东北石油大学的邢雷，发表于刊物东北石油大学2019-07-15论文，是一篇关于旋流场论文,结构优化论文,粒度分布论文,聚结效率论文,分离性能论文,东北石油大学2019-07-15论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自东北石油大学2019-07-15论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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