本文關(guān)鍵詞：非尺寸因素對聚結(jié)板內(nèi)油水分離性能的影響研究

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【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)中存在大量的含油污水,含油污水給人們生產(chǎn)生活造成了不容小覷的危害,污水處理迫在眉睫。重力分離是一種比較常見的油水分離技術(shù),為了提高重力分離的分離效率,會在分離器中添加聚結(jié)板。PEX板是一種新型的聚結(jié)板,它的分離效果比常規(guī)的聚結(jié)板要好,但是對于PEX聚結(jié)板的尺寸因素和非尺寸因素是如何影響它的分離性能缺乏國內(nèi)外的研究。因此研究非尺寸因素對PEX板內(nèi)油水分離性能的影響非常有意義。通過數(shù)值模擬方法采用DPM模型研究了離散相為單一粒徑的油滴在PEX板內(nèi)不同速度時的分離效率,并考慮不同邊界條件進行對比分析,油滴粒徑分別為20μm、40μm、60μm、80μm,速度大小分別為5m/h、20m/h、40m/h、60m/h、80m/h。模擬離散相油滴粒徑為Rosin-Rammler函數(shù)分布的含油水相在PEX板內(nèi)的運動,并在不同速度下進行了流場分析。通過自主研發(fā)的油水分離實驗裝置測試了聚結(jié)板內(nèi)油水的分離效率,并對實驗結(jié)果和模擬結(jié)果進行了對比分析。結(jié)果表明,離散相油滴的濃度隨著分離過程的進行會不斷減少,且出口油滴的濃度隨著流速的增大而增大;在各個速度下,油水兩相的分離效率均隨著油滴粒徑的增大而增大,當粒徑為80μm以上時即使流速增大分離效率也能保持75%以上;在各個粒徑下,油水兩相的分離效率均隨著流速的增大而減小。實驗與模擬結(jié)果隨各參數(shù)變化的趨勢兩者保持一致,驗證了聚結(jié)板數(shù)值模擬方法的可靠性。通過將數(shù)值模擬和實驗測試兩種方法結(jié)合起來,研究了非尺寸因素對PEX板內(nèi)油水分離性能的影響,表明數(shù)值模擬方法可以用于聚結(jié)板內(nèi)油水兩相分離過程的研究,對于改進油水分離元件PEX板的設(shè)計和提高運行效率有參考作用。
【關(guān)鍵詞】：聚結(jié)板 油水分離 分離效率
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X741
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 油水分離技術(shù)的種類8-13
• 1.2.1 重力分離法9-10
• 1.2.2 旋流分離法10
• 1.2.3 氣浮法10-11
• 1.2.4 膜分離法11
• 1.2.5 聚結(jié)分離法11-13
• 1.3 聚結(jié)板油水分離的研究進展13-15
• 1.3.1 數(shù)值模擬研究進展13-14
• 1.3.2 實驗研究進展14-15
• 1.4 課題來源15
• 1.5 研究內(nèi)容和研究方法15-16
• 第二章 聚結(jié)板油水分離的機理研究16-22
• 2.1 流體低雷諾數(shù)流動特性的數(shù)學模型16-18
• 2.1.1 淺池原理17
• 2.1.2 聚結(jié)原理17-18
• 2.1.3 減小隔油池表面積的修正系數(shù)18
• 2.2 離散相液滴動力學研究18-21
• 2.2.1 油滴的浮升過程18-19
• 2.2.2 油滴的受力分析19-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 聚結(jié)板油水分離的數(shù)值模擬研究22-30
• 3.1 油水兩相流數(shù)值模擬理論22-25
• 3.1.1 流動的基本方程組22-23
• 3.1.2 數(shù)值模擬方法23
• 3.1.3 離散相模型23-25
• 3.1.4 流動模型25
• 3.2 聚結(jié)板油水分離的數(shù)值模擬25-28
• 3.2.1 計算模型和網(wǎng)格劃分25-27
• 3.2.2 邊界條件27-28
• 3.2.4 流場計算方法28
• 3.3 本章小結(jié)28-30
• 第四章 聚結(jié)板非尺寸因素對其分離性能的影響30-47
• 4.1 計算工況30-40
• 4.1.1 工況一對聚結(jié)板油水分離效率的影響30-32
• 4.1.2 工況二對聚結(jié)板油水分離效率的影響32-35
• 4.1.3 工況三對聚結(jié)板油水分離效率的影響35-40
• 4.2 影響聚結(jié)板分離效率的分析40-43
• 4.2.1 油滴粒徑對分離效率的影響40-41
• 4.2.2 聚結(jié)碰撞對分離效率的影響41-42
• 4.2.3 壁面的設(shè)置對分離效率的影響42-43
• 4.3 采用R-R分布進行數(shù)值模擬計算43-46
• 4.3.1 R-R分布理論43-44
• 4.3.2 R-R分布計算工況44
• 4.3.3 R-R分布下聚結(jié)板分離效率的分析44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 聚結(jié)板分離性能的實驗研究47-67
• 5.1 實驗裝置47-52
• 5.1.1 重力式油水分離器47-48
• 5.1.2 入口構(gòu)件48
• 5.1.3 整流構(gòu)件48-49
• 5.1.4 取樣口49-50
• 5.1.5 聚結(jié)構(gòu)件50-51
• 5.1.6 集液構(gòu)件51-52
• 5.2 油水混合液的制備52-55
• 5.2.1 乳狀液的研究機理52-53
• 5.2.2 乳狀液的制備過程53-54
• 5.2.3 乳狀液的影響因素54-55
• 5.3 實驗流程及實驗方案55-59
• 5.3.1 實驗流程55-57
• 5.3.2 實驗方案57-59
• 5.4 水中含油檢測方法及標準曲線繪制59-65
• 5.4.1 紫外分光光度計原理簡介59-60
• 5.4.2 測試方法60-63
• 5.4.3 標準曲線的繪制63-65
• 5.5 非尺寸因素對PEX板油水分離性能的影響65
• 5.6 油水分離實驗與模擬的對比分析65-67
• 第六章 結(jié)論67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-71
• 附錄71-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文72-73

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本文編號：1032174