高压脉冲电场破乳动力学行为与机理

第1章绪论/1

1.1常用的破乳脱水方法3

1.1.1化学法4

1.1.2物理化学法4

1.1.3物理法4

1.2电场脱水法8

1.3脉冲电场破乳机理10

1.4本书的主要结构13

参考文献15

第2章电场破乳机理研究回顾/19

2.1电场结聚机理和模型21

2.1.1液滴结聚过程（原理）22

2.1.2偶极结聚23

2.1.3油膜稀释（消耗）24

2.1.4链状结构及结聚机理25

2.1.5电泳26

2.1.6介电泳26

2.2水滴水滴及水滴界面结聚数学模型26

2.3施加电场的影响32

2.3.1脉冲直流电场34

2.3.2直流电场34

2.3.3交流电场35

2.4频率的影响35

2.5电极的设计及绝缘层的影响37

2.6水滴大小37

2.7乳化液在电结聚器中的处理时间39

2.8水滴在界面平均停留时间与电场的关系40

2.9分散相体积分数及表面活性元素对结聚的影响42

参考文献44

第3章单液滴拉伸变形动力学/49

3.1液滴内部电场强度的分布51

3.1.1传统圆球形液滴模型52

3.1.2椭球模型53

3.2液滴的极化强度57

3.2.1圆球模型57

3.2.2长球模型58

3.2.3计算及分析58

3.3液滴稳态拉伸变形59

3.3.1数学模型61

3.3.2模型求解62

3.3.3算例及分析64

3.4实验及讨论67

3.4.1实验目的及方法67

3.4.2实验设备及步骤68

3.4.3实验结果及分析69

3.5液滴拉伸极限问题76

3.5.1模型构建76

3.5.2模型结果78

参考文献78

第4章单液滴动力学行为特性/81

4.1液滴振动受力分析83

4.1.1液滴的振动惯性力84

4.1.2液滴的振动恢复力85

4.1.3振动液滴的电场激励力86

4.1.4振动液滴的阻力87

4.2液滴的线性振动98

4.3液滴的非线性参激振动99

4.3.1液滴振动动力学模型99

4.3.2液滴振动的一次近似解102

4.3.3液滴振动的数值解106

4.3.4算例及分析106

4.4系统参数对液滴振动特性的影响111

4.4.1油液黏度的影响111

4.4.2液滴界面张应力的影响115

4.4.3液滴初始半径的影响117

4.4.4电场幅值的影响119

4.4.5油液介电常数的影响120

4.5验证实验120

4.5.1实验目的及方法120

4.5.2实验设备及步骤121

4.5.3实验结果及分析123

参考文献131

第5章双液滴动力学行为及特性/133

5.1液滴间的电场力135

5.1.1传统偶极子模型135

5.1.2“二分子”长球模型138

5.1.3算例及分析145

5.2液滴间的吸斥作用146

5.2.1偶极子模型的吸斥临界角146

5.2.2“二分子”长球模型的吸斥临界角146

5.2.3算例及分析146

5.3验证实验147

5.3.1实验目的及方法147

5.3.2实验设备及步骤148

5.3.3实验结果及分析149

参考文献153

第6章乳化油破乳最佳电场条件/155

6.1最佳结聚频率157

6.2“共振”振幅160

6.3最佳结聚电场条件及参数的确定161

6.4算例163

6.5液滴结聚实验及分析164

6.5.1实验目的及方法165

6.5.2实验设备及步骤165

6.5.3实验结果与分析167

参考文献174

第7章高压脉冲电场破乳技术发展趋势与展望/177

油液破乳脱水常见于石油开采、废油再生、大型设备润滑油净化等领域。近年来，脉冲电场破乳法作为一种新的油液破乳方法，得到发展。此方法具有能耗低、结构简单、处理速度快等优点而逐渐被人们所关注。目前，对于脉冲电场破乳动力学的研究基本只停留在表象观察上，缺乏统一、准确的描述，对其破乳脱水本质机理及内在规律也缺乏深刻的认识，阻碍了此方法的推广应用。本书以乳化油脉冲电场破乳脱水为背景，以研究油中乳化液滴动力学特性为重点，深入研究脉冲电场破乳动力学行为与机理，为脉冲电场破乳脱水方法的应用研究奠定基础，为设计高效电破乳装置提供依据。
本书可作为油气田地面工程、化学工程、资源环境等领域工程技术人员的参考用书，也可作为相关技术领域高校、科研院所等单位科研人员、教师、研究生的参考用书。

适读人群 ：油气田地面工程、化学工程、资源再利用、环境工程、动力工程、机械工程等领域从事油水分离技术的相关科研人员、工程技术人员，也可供相关专业的研究生参考。

本书是国家自然科学基金项目成果，是我国第1本对电场破乳动力学行为与机理进行系统介绍的专著。