论文部分内容阅读
对在高频脉冲电场中W/O乳状液液滴的破乳规律进行了理论与实验研究，提出了新的高频脉冲破乳机理，建立了描述高频脉冲电场破乳的峰值频率动力学模型，并进行了深入的分析。将所理论分析和获得的室内实验研究成果，指导国内首台大功率高频脉冲脱水供电装置的设计，并成功进行了工业中试。
对在高频脉冲电场中W/O乳状液液滴的破乳规律进行了深入研究，重点研究了煤油和白油在不同电场强度、脉冲频率、脉冲宽度、占空比等条件下对破乳效果的影响，发现在高频脉冲电场中乳状液的破乳存在最佳电场强度、频率和脉宽(占空比)，其影响程度分别为电场强度＞电场频率＞脉冲宽度(占空比)。
在对高频率脉冲电场中乳状液的破乳规律和图像学观察研究的基础上，分析和解释高频脉冲电场对W/O乳状液的破乳机理，乳状液中的液滴在一定交变频率的电场力作用下，产生拉伸和收缩过程的变形，这个拉伸和收缩的过程，对液滴界面膜的破坏起关键作用，当高频脉冲电场频率与液滴自身固有频率接近时这个过程最强烈，即产生谐振现象，在这个频率下界面膜的机械强度破坏最强烈，因此可以认为这个频率为乳状液破乳率最高时的峰值频率，与此同时乳状液中的液滴在电场力的联合作用下液滴之间聚并加速，因此高频脉冲电场中液滴的聚并是谐振和电场力双重作用的结果。
从动力学的角度分析了峰值频率存在的理论基础。即，高频脉冲电场中乳状液单液滴的运动应归结为周期电场力策动下球形或椭球形液滴的受迫振动问题。深入分析了乳状液单液滴在粘性介质中的运动和变形行为，建立了液滴小变形与大变形的动力学模型。指出液滴固有频率与液滴尺寸、界面张力、粘度、温度、密度等有关系。通过模拟油实验数据验证了动力学模型的正确性，提出了高频脉冲电场破乳的液滴的动力学机制。
本论文的研究成果，指导了国内第一台63kW高频电脉冲脱水供电装置现场中间试验，现场试验结果表明，在电场强度一定条件下，存在峰值频率和最佳脉冲宽度，现场中试所得到破乳峰值频率与动力学模型所得出的峰值频率结果接近。