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        油水真空分离过程中气体速率对其效率的影响研究

        来源真空技术网www.ismp.tw重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心作者刘阁

        为了获取气体速率对油水分离动态特性的影响规律考虑了油水汽气四相流水滴蒸发相变等因素建立了滤油机的油水分离流场的数学物理模型以及水滴运动蒸发的相变方程分析了不同气体速率对油水分离过程中的油水气四相体积分数分布以及轴向脱水率的影响规律表明了不同气体速率情况下油水汽气四相流的动态特性且气体速率会显著影响油水分离的脱水效率对深入研究滤油机的油水分离机理奠定前期基础

        润滑油在用油设备中的运行环境是高压高温状态溶解在油中的水分和空气中的水分存在一个动态的平衡即随着用油环境的(如温度压力) 的变换油中的溶解水分含量会出现动态变化另外油液在存储运输以及静止状态时?#25216;?#26131;混入空气中的水分从而影响油液的理化性能甚至造成生产事故目前对油中水分的处理方法很多如沉降过滤离心以及真空分离等在除水效率以及成本上看真空分离方法是利用真空滤油机在真空条件下利用油水气的不同饱和温度脱水过程饱和温度?#31995;?#30340;水迅速蒸发的原理因而可以在低温下(一般温度在40 80棬油液的理化性能不至于发生变化) 高效地实施除水的目的

        国内外对滤油机的脱水效率的提高提出了很多改进措施和方法马红麟提出三级变压器油真空滤油机的处理效率和处理效果是最好的郭蕾等提出了采用高效高精度过滤技术及独特的真空分离技术采用了密集式喷嘴和特制网眼板相结合的脱气脱水结构提高了油液在真空分离室中的脱气脱水效率根据前期研究成果表明从温度真空度初始含水率油膜蒸发表面积蒸发表面的更新蒸发?#20013;?#26102;间等几个因素来提高滤油机的油水分离效率效果不太显著刘阁等通过在滤油机中部通入一定速率的干燥空气使其在油水混合液中大量的细微“气泡”由于“气泡”的压力远高于水的饱和蒸汽压和气体在油中的分离压从而使油中“气泡”不断上升和扩大使油水表面积不?#31995;?#21040;增大和更新从而提高了油水分离效果

        为了从理论上对滤油机中部通入气体的油水分离效率进行深入研究作者考虑了滤油机工作过程中油水汽气四相流水滴蒸发相变等因素对滤油机的油水分离流场的数学物理模型以及水滴运动蒸发的相变方程进行建立进一步分析不同气体速率对油水分离过程中的油水汽气四相体积分数分布以及轴向脱水率的影响规律进而获取气体速率对油水分离动态特性的影响规律揭示滤油机油水在一定真空条件下的油水蒸汽气体的四相流体动力学特征真空技术网(http://www.ismp.tw/)认为这为研究滤油机的除水效率提供前期基础

        1滤油机内部油水汽气四相的数理方程

        1.1油水汽气四相的控制方程

        滤油机中部通入空气后其内部的流场就有油水蒸汽气体四相涉及到这四相的传质和相变等耦合的一个复杂分离系?#22330;?#26681;据质量守恒和动量守恒原理对滤油机的真空分离过程中内部的油水汽三相数学物理方程利用有限体积法列出如下

        油水真空分离过程中气体速率对其效率的影响研究

        油水真空分离过程中气体速率对其效率的影响研究

        1.2油中水分的蒸发方程

        滤油机在真空分离过程中油中水分的蒸发相变的情况比较复杂主要是油中水分一般呈油包水的型式出现与纯水的蒸发相比不但要考虑其流动状态温度等影响因素还要考虑油水界面膜的性质表面能的转换以及传质效能等因素因而作者在前期研究中考虑油水界面膜中随温度变化的热物性参数Stefan 流Spalding 传热传质系数等因素的影响建立了滤油机内部油中水分蒸发的数学模型获取滤油机内部水分的蒸发率为

        油水真空分离过程中气体速率对其效率的影响研究

        2结论

        在滤油机中部通入气体通过实验和仿真分析气体速率对滤油机脱水效率的影响规律结果表明

        (1) 气体速率对油相的体积分数在分离塔板轴向中心和径向的分布影响较为复杂气体从分离塔板侧面和下表面两个方向对油相体积分数产生影响使其沿轴向?#23454;?#20943;趋势并具有极大的非均匀度随着气体速率的增加油相沿径向的体积分数呈逐渐减少的趋势且体积分数分布的非均匀度?#26469;?#20943;小

        (2) 气体速率越大气体的体积分数会向真空抽气口和分离塔板下表面运动使水相沿轴向的分布梯度加大水相的体积分数沿径向分布趋势比较明显其体积分数沿径向逐渐降低且气体速率越大这种趋势越明显

        (3) 滤油机轴向中心油液主流区域与壁面之间是水相蒸发相变的主要区域汽相体积分数的规律是沿轴向近似呈对称分布且先快速升高后缓慢降低沿径向呈降低趋势

        (4) 气体速率小于60 s 时水相体积分数沿轴向距离脱水效率呈先增加后降低的趋势当油水混合液通过分离塔板后水相体积分数沿轴向距离脱水效率呈快速增加的趋势脱水率取得极大值

        油水真空分离过程中气体速率对其效率的影响研究为真空技术网首发转载请以链?#26377;?#24335;标明本文首发网址

        http://www.ismp.tw/liuti/11076858.html

        与 流体机械 真空分离 相关的文?#34385;?#38405;读

        流体机械http://www.ismp.tw/liuti/

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