【摘要】：乳化狀態(tài)下油水分離是油田開發(fā)生產(chǎn)中必不可缺少的關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié),高壓電場下原油脫水是普遍應用的高效油水分離技術之一,而其分離效率取決于分散相帶電液滴的聚并過程。因此,本文利用多物理場耦合軟件COMSOL對高壓電場液滴聚并過程進行數(shù)值模擬計算,并對關鍵影響因素進行了分析。本文基于Cahn-Hilliard方程的相場方法,通過兩相流流場和電場的耦合作用,建立電場作用下分散相液滴行為模型。模擬了帶電液滴在高壓電場下的變形、運動及聚并過程。從微觀角度研究了電荷密度、電場力和流場的分布規(guī)律,探討了液滴變形和聚并原理。研究了影響液滴變形和聚并的眾多因素,模擬結果表明,在交流電場作用下,增大液滴直徑、電場強度和初始空間電荷密度,減小電場頻率、初始相對間距和連續(xù)相流速,均可增大變形度、變形振蕩幅度以及瞬時速度,提高聚并效率。并針對添加的空間電荷密度,從液滴瞬時速度及變形度的角度揭示其是如何影響聚并過程的。對比分析液滴帶電對不同工況下液滴聚并的促進效應,結果表明液滴帶電能有效促進液滴聚并,并證明初始空間電荷是通過提高液滴的瞬時速度來促進液滴聚并的。本文利用數(shù)值模擬手段,從微觀分散相帶電液滴聚并的過程揭示了高壓電場下油水分離原理,可為油田高壓電場油水分離器的設計、工況設置等提供理論基礎,指導油田的高效開發(fā)。同時也豐富了電化學研究理論。
【圖文】：

圖 1.1 液滴間偶極—偶極受力模型距為 l、鄰近兩端極化出相同電[13]計算：常數(shù)，，F(xiàn)/m；，m；，V/m ；，m；中心距，m。張力，N/m。滴直徑越大，越易發(fā)生發(fā)生“電且若破碎后的小液滴依然有相當

但更有效率的聚并是液滴在電場力的域遷移的過程。隨著向電場密集區(qū)域遷移荷，最終體現(xiàn)為液滴偶極吸引力增大。因的聚并效率高于均勻電場的根本原因。在交流電場中。這是因為電場強度和方跟隨電場的周期發(fā)生極性、大小的變化，原位置附近的彈性振蕩。值得一提的是，械強度，提高液滴碰撞聚并幾率，從本質壓呈正弦波形，電場大小、方向不斷變化逐漸增加的電場力，進而發(fā)生拉伸變形呈界面張力的作用下回彈成球形。3-4 段、地由圓形-橢圓形-圓形循環(huán)變化，削弱了這種振動，促使液滴碰撞發(fā)生聚并。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE624.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 田宗會;;石油與20世紀的戰(zhàn)爭[J];內蒙古民族大學學報(社會科學版);2015年05期

2 孫治謙;金有海;王振波;于凱;胡佳寧;;高壓高頻動態(tài)脈沖電場參數(shù)對水滴聚并速率的影響[J];高�；瘜W工程學報;2015年04期

3 陳慶國;宋春輝;梁雯;劉增;趙忠山;魏新勞;;非均勻電場下原油乳化液脫水特性[J];高電壓技術;2015年05期

4 龔海峰;彭燁;張賢明;楊智君;尚浩浩;;脈沖電場作用下界面張力對乳化油液滴變形振動的影響[J];石油學報(石油加工);2014年06期

5 陳慶國;宋春輝;梁雯;鄭天宇;劉增;趙忠山;魏新勞;;非均勻電場下乳化油中液滴變形動力學行為[J];化工學報;2015年03期

6 羅小明;閆海鵬;何利民;楊東海;;高頻脈沖電場中水滴運動規(guī)律研究[J];工程熱物理學報;2014年11期

7 孫治謙;許興華;金有海;王振波;張靜;胡佳寧;;高壓高頻脈沖電脫水機理探析[J];化工機械;2014年04期

8 陳慶國;梁雯;宋春輝;劉增;趙忠山;魏新勞;;交流和直流電場作用下的乳化液電脫水特性[J];高電壓技術;2014年07期

9 陳慶國;梁雯;宋春輝;劉增;趙忠山;魏新勞;;脈沖電場強度及頻率對乳化液脫水的影響[J];化工學報;2014年11期

10 陳慶國;梁雯;宋春輝;;電場強度對原油乳化液破乳脫水的影響[J];高電壓技術;2014年01期

相關博士學位論文 前1條

1 梁雯;不同類型電場下原油乳化液脫水特性研究[D];哈爾濱理工大學;2015年

相關碩士學位論文 前5條

1 梁猛;電場作用下分散相液滴行為規(guī)律研究[D];北京化工大學;2014年

2 宮榮娜;電場作用下液滴運動聚結特性研究[D];中國石油大學;2011年

3 葉團結;正弦交流電場中水滴變形破裂聚結微觀特性研究[D];中國石油大學;2010年

4 徐彬;三元復合驅采出液分散相油滴聚并機理研究[D];天津大學;2008年

5 肖紅;三元復合驅采出液性質的研究及油水分離器的優(yōu)化設計[D];天津大學;2007年

本文編號：2608648