超声波对流体的作用效应研究

发布时间：2017-05-30 22:11

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【摘要】：本论文针对石油领域中对原油管输降粘的迫切需求,研宄超声波对流体的作用效果,并以此为依据开展超声波降粘技术的研究。研究了超声波作用下原油粘度下降的作用机理,以及不同超声波参数对其作用性能的影响,据此开展了超声波作用效应的试验研究,设计了基于作用效应因子的正交试验,在试验的基础上进行归类分析,总结出超声波降粘影响因子的最优组合。设计了一套超声波发射系统,该系统包括频率与功率均可控的超声波电源、压电陶瓷超声波换能器、超声作用平台等。其中自行研制的超声波电源具有功率大、频率可调、功率可控、功率因数高、能耗低等一系列优点,此压电陶瓷换能器功率大、机电转换效率高,整套系统工作稳定,满足试验要求。室内开展的大量试验结果表明,所研制的系统有良好的降粘效果。通过开展本文的研究工作,总结出了一些可供实际工程参考的超声波作用理论依据,也经过对此套室内超声波作用系统的设计制作,积累了一些大功率设备的设计经验,为后续开展大型现场原油降粘系统工程工作提供了设计基础。
【关键词】：超声波 压电换能器 原油 粘度
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE832.3;TB559
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 研究背景及意义7
• 1.2 国内外对超声波的研究7-11
• 1.2.1 超声波基础理论的研究7-9
• 1.2.2 超声波传播机理的研究9
• 1.2.3 超声波技术在石油领域的应用9-11
• 1.3 本文主要研究内容和组织结构11-12
• 第二章 超声波作用系统的设计理论12-32
• 2.1 超声波参数的确定12-13
• 2.2 系统参数的选择和设计13-22
• 2.2.1 声功率的确定13
• 2.2.2 声强的确定13-16
• 2.2.3 辐射声场分析16-22
• 2.3 超声波对原油的作用效应22-24
• 2.3.1 原油及其特性22-23
• 2.3.2 超声波降粘技术23-24
• 2.4 超声波降粘机理24-31
• 2.4.1 机械效应26-28
• 2.4.2 热效应28-29
• 2.4.3 空化效应29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 超声波发生系统的研制32-44
• 3.1 超声波试验用系统32
• 3.2 超声波发生系统32-40
• 3.2.1 超声波驱动电源33-34
• 3.2.2 超声波换能器34-35
• 3.2.3 换能器的匹配35-36
• 3.2.4 系统的阻抗匹配36-37
• 3.2.5 控制电路37-39
• 3.2.6 超声波发生系统的调试39-40
• 3.3 恒温水槽40-41
• 3.4 粘度测量仪器41-42
• 3.5 超声波声强测量仪42
• 3.6 试验过程中遇到的问题42-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第四章 超声波降粘试验44-53
• 4.1 超声波作用效果影响因子的分析44-48
• 4.1.1 关于频率因素的试验44-45
• 4.1.2 关于声强因素的试验45-46
• 4.1.3 关于作用时间因素的试验46-47
• 4.1.4 关于作用环境温度因素的试验47-48
• 4.2 超声波正交试验设计48-52
• 4.2.1 试验目的48
• 4.2.2 试验方案48-49
• 4.2.3 超声波作用稠油的正交试验及其结果分析49-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 输油管线上的超声波降粘技术研究53-58
• 5.1 管式降粘系统53-54
• 5.2 罐式降粘系统54-55
• 5.3 驻波场降粘系统55-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 完成的主要研究内容58
• 6.2 得出的主要结论58-59
• 6.3 本论文的创新点59
• 6.4 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-63
• 攻读硕士学位期间发表论文63-64

【参考文献】

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本文编号：408053