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多场协同强化分离技术及理论
作者：龚海峰等 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-03-01
ISBN：9787030667212
定价：¥108.00
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内容简介
液-液、固-液、液-液-固等多相流分离，如乳化液破乳脱水、石油净化除杂等，常见于油田开采、废油资源化、大型设备润滑油净化等诸多工程领域。目前仍然以物理分离、化学分离的方法为主，如重力沉降分离法、离心分离法、电场分离法、化学法、真空加热分离法、吸附分离法及聚结分离法等，但均存在诸多不足。一般情况下，单一工艺方法很难实现多相流分离处理，将两种及以上的工艺方法或单元操作通过耦合集成，完成常规工艺难以适应的分离过程，是多相流分离技术发展的主流。《多场协同强化分离技术及理论》以油-水两相流和油-水-固三相流高效分离为背景，研究温度场、电场、离心场等多场协同强化分离技术，揭示多场协同强化分离过程内在规律，阐明高效分离系统调控机制，为新型强化分离过程的应用奠定理论基础，为设计高效多相流分离装置提供依据。
作者简介
暂缺《多场协同强化分离技术及理论》作者简介
目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 常见的物理场强化分离方法 1
1.1.1 重力沉降法 1
1.1.2 离心法 1
1.1.3 电场法 2
1.1.4 微波法 2
1.1.5 超声法 3
1.2 物理场分离技术发展趋势 3
1.3 多场协同分离方法 4
1.3.1 与电场联合的协同分离方法 4
1.3.2 其他物理场协同分离方法 12
1.4 本书的主要结构 13
参考文献 14
第2章 电场-旋流离心场耦合分离技术 16
2.1 工艺流程 16
2.2 电场-旋流离心场耦合分离模型 17
2.2.1 单元模型 17
2.2.2 控制方程 18
2.3 过程仿真与计算 22
2.3.1 用户自定义函数方法 22
2.3.2 网格划分及无关性分析 24
2.3.3 物性参数及边界条件 25
2.3.4 求解参数设置 25
2.4 系统分离特性 26
2.4.1 电压幅值对耦合装置分离效率的影响 26
2.4.2 电场频率对耦合装置分离效率的影响 29
2.4.3 入口流速对耦合装置分离效率的影响 32
2.5 系统参数的组合优化 35
2.5.1 参数的组合优化方法 35
2.5.2 结构参数的设定及组合优化 35
2.5.3 操作参数的设定及组合优化 41
2.6 电场-旋流离心场耦合分离实验平台与实验 48
2.6.1 实验装置 48
2.6.2 实验样品 49
2.6.3 实验步骤 49
2.6.4 实验结果与分析 50
参考文献 52
第3章 电场-旋流离心场串联分离技术 54
3.1 工艺流程 54
3.2 电场脱水单元设计及其动力学特性 55
3.2.1 高压脉冲电场作用下乳化液液滴振动动力学特性 55
3.2.2 电场脱水单元设计 59
3.3 旋流离心分离单元结构设计及其流场分布 66
3.3.1 旋流离心分离单元基本结构及工作原理 66
3.3.2 结构参数设计 67
3.3.3 结构参数优化 80
3.3.4 安装倾角对脱水率的影响 84
3.4 分离系统参数调控 86
3.4.1 入口流量对破乳脱水的影响 86
3.4.2 底流分流比对破乳脱水的影响 88
3.4.3 入口含水体积分数对破乳脱水的影响 89
3.4.4 液滴粒径对破乳脱水的影响 90
3.5 电场-旋流离心场串联分离装置与实验 92
3.5.1 分离装置及其工作原理 92
3.5.2 含水体积分数测定方法与仪器 94
3.5.3 实验方案及操作步骤 95
3.5.4 实验结果与分析 96
参考文献 101
第4章 电场-旋流离心场-温度场协同分离技术 102
4.1 工艺流程 102
4.2 模型与计算 103
4.2.1 数值模型与方程 103
4.2.2 物性参数及边界条件 103
4.3 三场协同破乳脱水单元分离特性 104
4.3.1 不同温度条件对单元分离效率的影响 104
4.3.2 特定温度条件下操作参数与分离效率 107
4.4 三场协同破乳脱水装置与实验 127
4.4.1 实验装置 127
4.4.2 实验方案 128
4.4.3 实验样品及检测装置 129
4.4.4 实验步骤 129
4.4.5 实验结果与分析 130
参考文献 137
第5章 基于群体平衡模型的双场耦合分离技术 138
5.1 耦合场乳化液液滴的聚结与破碎过程 138
5.1.1 群体平衡模型 138
5.1.2 电场聚结 139
5.1.3 湍流聚结 141
5.1.4 破碎模型 143
5.2 模型计算 144
5.2.1 多相流模型与群体平衡模型的耦合 144
5.2.2 网格划分与无关性分析 145
5.2.3 物性参数及边界条件 146
5.2.4 求解参数设置 146
5.3 系统分离特性及工作参数调控 147
5.3.1 对流场的影响 147
5.3.2 对液滴粒径的影响 149
5.3.3 对含油体积分数的影响 151
5.4 双场耦合分离实验 153
5.4.1 实验步骤 153
5.4.2 实验结果及分析 154
5.5 基于双场耦合的三相分离技术与装置 157
5.5.1 工艺流程设计 157
5.5.2 三相分离系统仿真模型 159
5.5.3 模型计算与结构优化 160
5.5.4 三相分离实验及性能测试 168
参考文献 172
第1章 绪论 1
1.1 常见的物理场强化分离方法 1
1.1.1 重力沉降法 1
1.1.2 离心法 1
1.1.3 电场法 2
1.1.4 微波法 2
1.1.5 超声法 3
1.2 物理场分离技术发展趋势 3
1.3 多场协同分离方法 4
1.3.1 与电场联合的协同分离方法 4
1.3.2 其他物理场协同分离方法 12
1.4 本书的主要结构 13
参考文献 14
第2章 电场-旋流离心场耦合分离技术 16
2.1 工艺流程 16
2.2 电场-旋流离心场耦合分离模型 17
2.2.1 单元模型 17
2.2.2 控制方程 18
2.3 过程仿真与计算 22
2.3.1 用户自定义函数方法 22
2.3.2 网格划分及无关性分析 24
2.3.3 物性参数及边界条件 25
2.3.4 求解参数设置 25
2.4 系统分离特性 26
2.4.1 电压幅值对耦合装置分离效率的影响 26
2.4.2 电场频率对耦合装置分离效率的影响 29
2.4.3 入口流速对耦合装置分离效率的影响 32
2.5 系统参数的组合优化 35
2.5.1 参数的组合优化方法 35
2.5.2 结构参数的设定及组合优化 35
2.5.3 操作参数的设定及组合优化 41
2.6 电场-旋流离心场耦合分离实验平台与实验 48
2.6.1 实验装置 48
2.6.2 实验样品 49
2.6.3 实验步骤 49
2.6.4 实验结果与分析 50
参考文献 52
第3章 电场-旋流离心场串联分离技术 54
3.1 工艺流程 54
3.2 电场脱水单元设计及其动力学特性 55
3.2.1 高压脉冲电场作用下乳化液液滴振动动力学特性 55
3.2.2 电场脱水单元设计 59
3.3 旋流离心分离单元结构设计及其流场分布 66
3.3.1 旋流离心分离单元基本结构及工作原理 66
3.3.2 结构参数设计 67
3.3.3 结构参数优化 80
3.3.4 安装倾角对脱水率的影响 84
3.4 分离系统参数调控 86
3.4.1 入口流量对破乳脱水的影响 86
3.4.2 底流分流比对破乳脱水的影响 88
3.4.3 入口含水体积分数对破乳脱水的影响 89
3.4.4 液滴粒径对破乳脱水的影响 90
3.5 电场-旋流离心场串联分离装置与实验 92
3.5.1 分离装置及其工作原理 92
3.5.2 含水体积分数测定方法与仪器 94
3.5.3 实验方案及操作步骤 95
3.5.4 实验结果与分析 96
参考文献 101
第4章 电场-旋流离心场-温度场协同分离技术 102
4.1 工艺流程 102
4.2 模型与计算 103
4.2.1 数值模型与方程 103
4.2.2 物性参数及边界条件 103
4.3 三场协同破乳脱水单元分离特性 104
4.3.1 不同温度条件对单元分离效率的影响 104
4.3.2 特定温度条件下操作参数与分离效率 107
4.4 三场协同破乳脱水装置与实验 127
4.4.1 实验装置 127
4.4.2 实验方案 128
4.4.3 实验样品及检测装置 129
4.4.4 实验步骤 129
4.4.5 实验结果与分析 130
参考文献 137
第5章 基于群体平衡模型的双场耦合分离技术 138
5.1 耦合场乳化液液滴的聚结与破碎过程 138
5.1.1 群体平衡模型 138
5.1.2 电场聚结 139
5.1.3 湍流聚结 141
5.1.4 破碎模型 143
5.2 模型计算 144
5.2.1 多相流模型与群体平衡模型的耦合 144
5.2.2 网格划分与无关性分析 145
5.2.3 物性参数及边界条件 146
5.2.4 求解参数设置 146
5.3 系统分离特性及工作参数调控 147
5.3.1 对流场的影响 147
5.3.2 对液滴粒径的影响 149
5.3.3 对含油体积分数的影响 151
5.4 双场耦合分离实验 153
5.4.1 实验步骤 153
5.4.2 实验结果及分析 154
5.5 基于双场耦合的三相分离技术与装置 157
5.5.1 工艺流程设计 157
5.5.2 三相分离系统仿真模型 159
5.5.3 模型计算与结构优化 160
5.5.4 三相分离实验及性能测试 168
参考文献 172
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