磁流体油污海水分离回收装置中流动过程的数值模拟

发布时间：2020-05-24 18:26

【摘要】：磁流体(MHD)油污海水分离回收技术是利用海水和油在导电特性和比重方面的差别,在电磁场的共同作用下,二者会呈现出不同的受力和流动状态,从而将油从油污海水中分离并回收。MHD油污海水分离回收技术具有许多优点:不必向海水中投入任何亲油的其它物质;分离回收过程同时进行,回收油的含水率低,后处理过程简单;对海洋环境影响小。该技术是电工新技术应用于治理海洋环境污染的一项新应用,研究该技术为海洋环保和节约能源提供了一条新的技术途径。 本文描述了磁流体油污海水分离回收技术的基本原理,分析了该技术在国际国内的研究现状。针对油污海水的分层流和混合流两种分布状态,建立了电磁场与流场相互耦合的数学模型。采用VOF(Volume of Fluid)方法对油水分层流的MHD分离回收过程进行了数值模拟,分析了MHD通道中海水自由界面的变化规律及其影响因素,并将计算结果与实验数据进行了分析比较,两者吻合很好。同时本论文还对油水混合流的MHD分离回收过程进行了数值模拟,分析了海水在与其流动方向垂直的电磁力作用下,流动过程的变化规律;研究了电磁力对流场畸变程度和分流率的影响,指出了电磁力与惯性力的比值是影响分流率的决定因素。论文最后对本项研究进行了总结,并提出了下一步需要深入研究的有关问题。
【图文】：

图 1-1：日本油水分离试验过程系统图验过程中首先把海水和粒子的混合液通过粒子注入器注入配管，然后改变大小、海水流速、电流（0A～0.7A）、磁场强度（0T～10T）等参数做了验.根据实验过程定义了一个物理量分流率 Se：A 侧的分离粒子数占全部比例。并得出如下结论：利用直径为100微米的粒子做实验时：分流率随电流及磁场基本直线的增加随海水流速的增加而缓慢的减少。利用直径为 1 毫米的粒子做实验时：分流率低时，其值与电流及磁场的开成比例增加，，随海水流速的增加缓慢的减少；而且在此工况下可以得到非高的分流率（约 0.9）。内研究现状

收油效果良好，特别是对于那些目前难以解决的轻质油的分离回收效果更是显著。MHD 海面溢油回收试验演示装置图1-2主要由船体、MHD 溢油分离回收系统、电控系统以及水槽、支架、储水箱等组成。MHD 溢油分离回收系统和电控系统置
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（电工研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X55

【参考文献】

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1 陈杰,于达,严大凡;油-水两相流流型转换研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2003年03期

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本文编号：2678803