目前,隨著世界上許多油田逐漸進(jìn)入高含水期,其產(chǎn)出原油的含水量逐年升高。當(dāng)原油的含水量過高時(shí),則在其開采后的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、再加工等過程中會(huì)出現(xiàn)設(shè)備腐蝕、相關(guān)設(shè)備的工作效率降低及使用壽命減少的現(xiàn)象。靜電破乳是指在油水混合液形成的乳狀液外附加電場(chǎng),使得含離子水滴在電場(chǎng)作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)、聚集,從而達(dá)到油水分離的技術(shù)。日前,靜電破乳技術(shù)中電場(chǎng)的形式、強(qiáng)度以及水滴中離子等影響液滴聚并的微觀機(jī)理還不十分明確。本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,從微觀角度研究液滴在電場(chǎng)作用下聚并及斷裂分離的動(dòng)態(tài)過程,探討液滴大小、電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)類型等對(duì)聚并過程的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:首先,研究在直流電場(chǎng)作用下液滴的聚并與斷裂特性。在直流電場(chǎng)作用下,兩液滴聚并的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度為0.52V/nm,臨界錐角為42°;當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度低于臨界電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),液滴聚并、相互結(jié)合成一個(gè)大液滴,而當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于臨界電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),液滴接觸聚并后發(fā)生部分或完全斷裂。通過研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度在0.53～0.80V/nm之間時(shí),由于正負(fù)離子在連接液橋中的轉(zhuǎn)移與中和,使得液滴出現(xiàn)部分?jǐn)嗔熏F(xiàn)象;當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于0.80V/nm時(shí),電場(chǎng)力起主導(dǎo)作用,使液滴發(fā)生完... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１二維系統(tǒng)中邊界處粒子運(yùn)動(dòng)及受力的計(jì)算方式示意圖??如圖２－］中在中央的盒子Ｅ代表模擬系統(tǒng)，其周圍的盒子與模擬系統(tǒng)具有相同粒子的??１０??

?常用的半經(jīng)驗(yàn)勢(shì)進(jìn)行介紹。??２．５．１?Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ（Ｌ—Ｊ）勢(shì)??Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ?（Ｌ一Ｊ）?［５５］勢(shì)函數(shù)的表達(dá)式為：??Ｅｕ｛ｒ）?＝?ｓ?（２－２１）??ｒ?ｒ??式中Ａ？—原子對(duì)質(zhì)心之間的距離；??Ｅ—?jiǎng)菽軈?shù)（阱深）；??ｒ０一尺度參數(shù)（反映原子本身大�。�。??式中中括號(hào)內(nèi)正的部分是排斥勢(shì)，負(fù)的部分是吸引勢(shì)。一般在對(duì)氣體分子進(jìn)行模擬計(jì)??算時(shí)，取ｍ＝１２，ｎ＝６，此時(shí)Ｌ－Ｊ勢(shì)中引力勢(shì)能、斥力與總勢(shì)能隨原子間距離ａ？的變化曲線??如圖２－２所示。圖２－２中可以看出隨原子之間距離的增加，斥力逐漸降低，引力逐漸增減，??最終在ｒ較大時(shí)合力表現(xiàn)出引力。??一?＼?＼?°?Ｒｅｐｕｌｓｉｖｅ?ｔｅｒｍ??ｋｆ?＼?＼?°?Ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌ?ｔｅｒｍ??＾?＼?＾—?Ｎｅｔ?ｆｏｒｃｅ?ｔｅｒｍ??＾?一???？?＾??ｓ０??ｎ／＼??圖２－２?Ｌ－Ｊ勢(shì)中引力勢(shì)能、斥力勢(shì)能及總勢(shì)能隨原子核之間距離ｒ的變化曲線??２＿５．２?Ｍｏｒｓｅ?勢(shì)??Ｍｏｒｓｅ在１９２９年提出了?Ｍｏｒｓｅ勢(shì)【５６］函數(shù)：??Ｅ?（ｒ）?＝?ｆｉｅｘｐ［－２ａ（—？－ｌ）］－２ｅｘｐｈａ（＾－ｌ）］［＞?（２－２２）??［?＾０?ｒｏ?Ｊ??當(dāng)式中ｅ，＾確定時(shí)，有且僅有一個(gè)參量ａ可變。ａ控制了勢(shì)阱的寬度，ａ越小，勢(shì)??阱越深。隨后為解決此勢(shì)函數(shù)不能準(zhǔn)確反映過渡金屬中共價(jià)鍵的問題，逐漸發(fā)展出多體互??相作用的勢(shì)函數(shù)。??２．５．３多體勢(shì)??Ｄａｗ和Ｂａｓｋｅｓ合作建立ＥＡＭ勢(shì)函數(shù)［５７］，在ＥＡＭ勢(shì)函數(shù)表達(dá)式中，粒子系統(tǒng)總能量??１５??

?東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???第３章電場(chǎng)作用下含離子液滴對(duì)的聚并與分離特性??電場(chǎng)對(duì)含離子液滴的聚并與斷裂過程有著非常重要的影響，本章通過施加不同強(qiáng)度、??不同形式的電場(chǎng)，探宄含離子液滴在電場(chǎng)中聚并與斷裂的運(yùn)動(dòng)特性，并且通過分析液滴變??形度、錐角、ｓｈｒｉｎｋａｇｅ函數(shù)等參數(shù)和粒子的微觀運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律，揭示含離子液滴在電場(chǎng)??作下發(fā)生用聚并與斷裂的微觀機(jī)理。??３．１模擬細(xì)節(jié)??模擬系統(tǒng)的初始模型如圖３－１所示。本文將濃度為０．４３９４Ｍ的兩個(gè)氯化鈉液滴（在每??個(gè)液滴中均含有２０００個(gè)水分子與２０個(gè)Ｎａ＋離子，２０個(gè)Ｃｌ－離子）對(duì)稱地放置在充滿１２００??個(gè)氮分子的模擬盒（２８Ｘ７０Ｘ２８ｎｍ３）中央。兩液滴質(zhì)心之間的初始距離為８．０ｎｍ。為了更??加清楚地展示兩液滴相互作用及運(yùn)動(dòng)關(guān)系，左側(cè)液滴１用紅色表示，右側(cè)液滴２用綠色表??示。水分子的勢(shì)能模型采用常用于研究水分子的潤濕行為和其他現(xiàn)象的ＳＰＣ／Ｅ模型水??分子、離子與氮?dú)夥肿拥戎g的相互作用由短程范德華相互作用和長程靜電相互作用組??成。本文利用經(jīng)典的Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ?（Ｌ－Ｊ）勢(shì)模擬了包括斥力和色散力在內(nèi)的短程范德華相??互作用，而靜電相互作用則采用庫侖定律來模擬，Ｎａ＋、Ｃｌ＿離子和Ｎ２分子的作用力由短程??范德華力和長程庫倫力組成，由經(jīng)典的（Ｌ－Ｊ）勢(shì)函數(shù)和庫倫定律計(jì)算：??ｎ?ｎ?＼ｒ?Ｖ２?（?Ｖ＇??ｆ／?＝Ｍｚ＋４＾?（３－１）??＇Ｊ??式中，中，必為原子／的電荷量，ｑ是原子／與／之間的距離，（Ｔｙ和印表示原子ｆ和原子??Ｊ之間互相作用的尺度參數(shù)和能量參數(shù)。表３－１給出了每種原子的所有勢(shì)能參數(shù)和電荷。??根據(jù)Ｌ


本文編號(hào)：2950586