【摘要】：本文主要以水力空化技術為研究對象,研究了水力空化技術對壓裂返排液中化學需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)的降解作用。通過實驗分析水力空化裝置的選型、孔徑大小、孔口數(shù)量、開孔面積等參數(shù)對降解效果的影響。主要的研究結論如下:(1)通過對油田壓裂返排液進行取樣及化驗,發(fā)現(xiàn)其成分比較復雜、具有很強的穩(wěn)定性、濃度高、COD高、粘度很大等特點。水力空化技術是液體氣化產(chǎn)生氣泡,在一個收縮裝置(如幾何孔板、文丘里管等)中液體流過時,壓力下降至飽和蒸氣壓或以下時,液體中的氣體會釋放出來。當壓強恢復時氣泡瞬間破滅,同時伴隨著產(chǎn)生瞬時高壓(5×10~7Pa)高溫(1000-5000K),并且在溶液中產(chǎn)生局部高濃度的氧化劑,溶液里的有機污染物與之發(fā)生氧化反應,降解成無害物質,達到凈水目的。因此水力空化技術可以降解壓裂返排液COD含量。(2)通過ANSYS Fluent軟件模擬不同參數(shù)的水力空化裝置管內流場和空化強度,得出管內速度場、壓力場以及氣化率并將數(shù)值模擬值與實驗值進行對比。結果表明在相同壓裂返排液工況下7~#孔板的氣化率能夠達到最大值,其結果與實驗結論相符。(3)通過搭建水力空化實驗平臺,分析對比不同參數(shù)的水力空化裝置處理油田壓裂返排液的功效。結果表明孔板型水力空化裝置孔徑的減小有助于提升處理性能�？装逍退栈b置孔數(shù)量的減少能夠在一定范圍內加強空化效果,可以提升COD值的降解率。
【圖文】：

在空間中空泡的密度不是太大的情況下，將認為每個空泡都是獨立存在且獨立運動的，相鄰空泡之間的影響將忽略不計。Rayleigh-Plesset 理論方程提出假設：空泡處在無窮大的流場域內，空泡形狀為球形。用 R(t)表示空泡的半徑，是關于時間 t 的函數(shù)。壓強 p∞(t)是流場無窮遠處的壓強，，是已知數(shù)，溫度 T∞是常數(shù)。并且為不可壓縮的流體，所以密度 ρL、運動粘度 uL都是常數(shù)�？张輧炔康臍怏w是均勻分布的，壓力 pB(t)以及溫度 TB(t)在氣泡內部各處都是相同的。在無限大流場中空泡形狀圖如圖 2-2 所示：

求解得到速度場。因為給定的壓力場是假設的或也就是說求解出的速度場也不能滿足連續(xù)性方程，所以場必須進行不斷修正。比研究不同空化器形狀空化現(xiàn)象的差異，以及尋找影響素，提高降解的效率。有針對性的設計了 9 種結構尺寸板模型，其通徑均是 80mm，正好放置于設計的法蘭之流動不受孔板的干擾，一般工況下需要滿足 δ(板厚)圍在 3~4 之間。然后再依據(jù)孔板上的總過流面積與管值 β，可設計出布孔數(shù) n。為了減少排布不規(guī)則對空化是規(guī)律排列的方式，且分布較均勻，具體尺寸結構如
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.1

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 宋源;王帥;于水利;李攀;;微氣泡水力空化強化混凝除藻的試驗研究[J];中國給水排水;2015年03期

2 劉亮;陳黃騫;呂偉;;水力空化技術及其對壓載水的預處理[J];船舶;2011年04期

3 武君,張曉冬,劉學武,夏遠景,李志義;水力空化及應用[J];化學工業(yè)與工程;2003年06期

4 翟磊;董守平;馮高坡;馬紅蓮;;水力空化與臭氧聯(lián)合降解油田污水初步試驗研究[J];科技導報;2009年06期

5 馮中營;趙婷婷;;水力空化與臭氧聯(lián)合降解羅丹明B[J];武漢工程大學學報;2012年08期

6 鮑洪志;;應用水力空化射流技術提高灰?guī)r地層鉆速[J];探礦工程(巖土鉆掘工程);2013年05期

7 王惠敏;韓喜蓮;孫三祥;;空化數(shù)與雷諾數(shù)關系的確定[J];西華大學學報(自然科學版);2008年06期

8 魏群,高孟理;水力空化及其研究進展[J];湖南城市學院學報(自然科學版);2004年04期

9 胡立平;何仁;黃永春;程謙偉;劉惠賢;羅玉英;;水力空化在物料混合器中的應用[J];食品工業(yè);2013年11期

10 王惠敏;孫三祥;;水力空化中雷諾數(shù)與空化數(shù)關系的研究[J];環(huán)境工程;2008年06期

相關會議論文 前10條

1 黃利波;吳勝舉;周鳳梅;馮中營;;水力空化技術的初步實驗研究[A];中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集[C];2006年

2 盧貴玲;朱孟府;劉紅斌;馬軍;李穎;;孔板水力空化反應器降解雙酚A的實驗研究[A];2018中國環(huán)境科學學會科學技術年會論文集（第二卷）[C];2018年

3 王西奎;王晨;;2，4-二氯苯氧乙酸的水力空化降解[A];持久性有機污染物論壇2008暨第三屆持久性有機污染物全國學術研討會論文集[C];2008年

4 沈龍云;鄭霞;沈壯志;;湍流場中桿振動發(fā)聲的實驗研究[A];2015’中國西部聲學學術交流會論文集[C];2015年

5 張曉冬;武君;李志義;劉東學;;水力空化能量的殺菌作用及其效果[A];第三屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集（下）[C];2006年

6 馮中營;吳勝舉;周鳳梅;黃利波;;空化殺菌與數(shù)值模擬[A];中國生物醫(yī)學工程進展——2007中國生物醫(yī)學工程聯(lián)合學術年會論文集（上冊）[C];2007年

7 班效強;鄭霞;沈壯志;沈建中;;波導管對桿振動發(fā)聲傳播特性的實驗研究[A];中國聲學學會第十一屆青年學術會議會議論文集[C];2015年

8 蔡美強;關怡新;姚善涇;朱自強;;水力空化增強超臨界輔助霧化法制備氯霉素超細微粒[A];第三屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集（下）[C];2006年

9 朱孟府;鄧橙;宿紅波;陳平;苑英海;朱路;;水力空化水處理設備性能評價[A];2014中國環(huán)境科學學會學術年會論文集（第五章）[C];2014年

10 計建炳;李永超;陸向紅;俞云良;徐之超;;空化技術輔助高酸值油脂合成生物柴油的新工藝[A];第三屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集（上）[C];2006年

相關博士學位論文 前5條

1 陶躍群;水力空化降解廢水中有機污染物的理論與實驗研究[D];中國科學院大學(中國科學院工程熱物理研究所);2018年

2 蔡美強;水力空化混合器強化超臨界流體輔助霧化制備超細微粒的研究[D];浙江大學;2007年

3 張凱;文丘里管與三角形孔口多孔板水力空化處理難降解廢水及空化紊動特性的試驗研究[D];浙江工業(yè)大學;2017年

4 黃永剛;水力空化破解剩余污泥過程與機理研究[D];東北大學;2013年

5 楊思靜;水力空化強化ClO_2破解甲基橙和苯并[a]芘機理研究[D];中北大學;2018年

相關碩士學位論文 前10條

1 張新;水力空化在油田壓裂返排液中的應用及性能研究[D];武漢工程大學;2018年

2 盧貴玲;基于水力空化降解水中雙酚A性能研究[D];天津工業(yè)大學;2019年

3 柳文菁;不同孔口形狀多孔板水力空化殺滅原水中病原微生物的試驗研究[D];浙江工業(yè)大學;2018年

4 楊杰;圓孔多孔板與文丘里管組合式水力空化殺滅原水中病原微生物的試驗研究[D];浙江工業(yè)大學;2018年

5 張邵輝;方孔多孔板與文丘里管組合式水力空化滅活原水中病原微生物的試驗研究[D];浙江工業(yè)大學;2018年

6 歐陽嵩;水力空化效應對水泥性能的影響研究[D];北京交通大學;2018年

7 張銳;水力空化水力特性研究[D];天津科技大學;2017年

8 王倩;水力空化強化過硫酸鹽氧化處理染料廢水的效能和機理研究[D];浙江工商大學;2019年

9 時小芳;強化水力空化對水中微生物去除效果的研究[D];天津工業(yè)大學;2018年

10 李奎;強化水力空化對水中石油污染物降解效能的研究[D];天津科技大學;2017年

本文編號：2600990