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一种静螺旋栅式动态旋流器设计及其操作参数对分离效率的影响研究
| 论文题名： | 一种静螺旋栅式动态旋流器设计及其操作参数对分离效率的影响研究 |
| 关键词： | 除油型动态旋流器;螺旋栅结构;系统设计;油水分离性能 |
| 摘要： | 本文在传统的静态旋流器和动态旋流器的研究基础上，设计了一种新型的静螺旋栅式除油型动态旋流器。该油水分离器不仅运用了经典的静态旋流器的旋流筒结构，而且还在旋流筒的入口处设计了一个静止的螺旋栅结构，同时该旋流器的旋流筒可以在电机的带动下实现高速旋转。 在前期的研究工作中已经实现了对动态旋流器强制涡流形成控制机理的研究、强制涡流前推稳定机理的研究以及旋转筒转速对分离效率影响的研究。本文的重点将是研究旋流器其他操作参数（入口浓度、入口流量和压降比）对该油水分离器的分离性能的影响以及旋流器对于深水环境压力及内外压差适应控制机理的研究。 本文通过理论推导和CFD(Computational Fluid Dynamics)仿真研究得到了入口浓度、入口流量和压降比对旋流器分离效率和分流比的影响情况。旋流器分离效率对入口流量变化是非常敏感的，而对入口浓度的变化不是太敏感。当入口流量很小的时候，分离效率还是不错的，但是分流比比较低。当入口流量不断增加，分离效率开始会有一点点波动，当入口流量很大的时候，分离效率会显著地下降。而入口浓度比较小的时候，对分离效率的影响非常不明显。当入口浓度大于一定值的时候，分离效率会直线下降。压降比随着入口压力的增加先是很明显地降低然后逐渐趋于平稳，而随着出油口压力的增加成线性关系不断降低。而旋流器的分离效率随着压降比的增加先明显地增加然后趋于平稳，而旋流器的分流比随着压降比的增加成线性关系不断降低。为了让旋流器的综合性能达到最优，旋流器的压降比应该保持在1.3左右。此外，为了适应深海压力环境，本文不仅为旋流器部分设计了系统的密封方案，还通过仿真研究了深海压力是否对旋流器的分离性能有影响。仿真结果显示，只有旋流器的压降比一定，环境压力对旋流器的分离性能基本不会产生任何影响。 最后，本文根据理论和仿真的情况不断改进所设计的实验装置，并作了大量的实验研究。虽然实验中的一些缺陷使所得到的实验数据与仿真的数据还存在一定的差距，但是实验结果能够很好地验证前文的理论和仿真的结果。理论和仿真所得到的操作参数能够很好地用于实验中的实际操作。 |
| 作者： | 李高森 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 谢英俊;陈家旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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