【摘 要】
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利用水力空化处理重油是一种新型的重油加工方式,空泡在溃灭阶段会产生巨大的能量,该过程伴随着冲击波、微射流和局部的高温高压热点,从而使重油在该条件下得到一定程度的改性,以有利于管输。本研究的主要目的是为了水力空化在处理重油方面进一步的应用进行基础探究。本研究从空化数表达式与伯努利方程出发,充分考虑了文丘里空化器渐扩段、渐缩段、喉部的局部阻力,推导出了在确定的文丘里结构和材料、前后压力比相同的情况下,
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利用水力空化处理重油是一种新型的重油加工方式,空泡在溃灭阶段会产生巨大的能量,该过程伴随着冲击波、微射流和局部的高温高压热点,从而使重油在该条件下得到一定程度的改性,以有利于管输。本研究的主要目的是为了水力空化在处理重油方面进一步的应用进行基础探究。本研究从空化数表达式与伯努利方程出发,充分考虑了文丘里空化器渐扩段、渐缩段、喉部的局部阻力,推导出了在确定的文丘里结构和材料、前后压力比相同的情况下,如果认为局部阻力系数不变,则空化的强度一样;如果认为局部阻力系数随着流量改变,则相同压比下,流量越大空化效果越强。这个结论可以应用到两个或多个文丘里串联上,当两个文丘里串联,第一级空化器的前后压力比是固定的,所以根据之前的结论,第一级空化器的空化效果随着入口压力变化不大,而第二级空化器也有一定的空化强度。利用Fluent软件对一个确定的文丘里空化器结构在固定多个出口压力,改变入口压力,压比相同时的空化效果进行了模拟计算。同时也对不同的文丘里结构进行了探究,包括喉长、喉径、出口角度和入口角度对空化的影响。利用振动测量系统对一个确定结构的空化器在不同的压力比和相同的压力比下进行振动信号测量,并通过FFT变换到频域信号,找到了表征振动的特征峰,其随着压比的增大,峰的强度先升高后降低,并且验证了之前关于压比公式的结论。最后通过Fluent模拟、振动信号测量、水力空化降解对硝基苯酚来探究串联的空化效果,为下一步的稠油水力空化降粘中应用串联结构打下了基础。
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