[发明专利]一种确定高压脉冲高效破乳电场参数的方法

摘要

本发明公开了一种确定高压脉冲高效破乳电场参数的方法，1）当电场频率为液滴参激共振频率，且液滴拉伸比为1.9时，乳化液滴破乳效果最佳且能耗最小；基于此可得最佳破乳电场参数计算曲线图；2）先根据得出t值；在最佳破乳电场参数计算曲线图中，根据t值，作坐标横轴的平行线交于λ=1.9的液滴振幅曲线，根据交点可得出最佳结聚频率的值，由此可以计算出电场频率；再根据交点向坐标横轴作垂线，垂线于横轴也存在一交点，并对应一个m值，通过即可计算出外加电场强度E。本发明通过作图计算，便可得到实现高效破乳脱水的电场频率和电场强度的大小。本方法计算快捷、操作简单、结果可靠，且理论依据充分。

主权项

1.一种确定高压脉冲高效破乳电场参数的方法，其特征在于：其确定步骤为，1）首先得到最佳破乳电场参数计算曲线图在脉冲电场作用下，乳化油液滴发生伸缩变形振动，设初始半径为R；以单液滴右半球为研究对象，在液滴变形振动某瞬时，它近似为半椭圆体，液滴长、短半轴长分别为a、b，以几何中心为坐标原点，建立笛卡儿坐标系，此时，变形振动液滴受到惯性力为F_i、油液阻力为F_r、界面回复力为F_h和电场激励力为F_e，则液滴振动动力学模型一般式可表示为F_i+F_r+F_h=F_e   （1）通过分析计算变形振动液滴的瞬时受力，其振动动力学方程可表示为其中，液滴振动振幅χ=△/R，液滴长半轴伸长量△=a-R，有a=(χ+1)R；f(χ)和e(χ)为各受力项的非线性函数项；A、B、G为常数，分别为q(t)代表电场函数项；由于油中液滴拉伸比λ（λ=a/b）不会随着电场强度的增加而无限增大，λ存在限值，即λ≤1.9，当λ=1.9时，液滴参激共振时破乳效果最佳，但是共振振幅也不能超出上限值；因此，将λ≤1.9作为液滴参激共振稳定变形的一个重要控制条件，由此，当电场频率为液滴参激共振频率，且液滴拉伸比为1.9时，乳化液滴破乳效果最佳且能耗最小；因此可通过谐波平衡法解得式（2）的最佳振动频率及其振幅，得最佳破乳电场参数计算曲线图；2）最佳破乳电场参数确定方法2.1）根据具体的系统参数：油液粘度μ，油液-液滴界面张应力γ，液滴密度ρ，液滴平均半径R，代入得出具体的t值；在最佳破乳电场参数计算曲线图中，根据t值，作坐标横轴的平行线，平行线交于λ=1.9的液滴振幅曲线，根据交点可得出最佳结聚频率的值，其中由此可以计算出电场频率；若交点位于曲线的上方，表示此系统中液滴无“共振”频率，不存在最佳结聚频率，此时破乳电场频率越低，破乳效果越好；2.2）根据交点向坐标横轴作垂线，垂线于横轴也存在一交点，并对应一个m值，已知参数：油液-液滴界面张应力γ，液滴平均半径R，真空介电常数ε₀，油液介电常数ε₂；把上述参数代入计算出外加电场强度E，根据电极的几何参数，可得出最佳结聚电源电压。