基于動(dòng)態(tài)混合器的在線油水配混室內(nèi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

北京石油化工學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題目名稱： 基于動(dòng)態(tài)混合器的在線油水配混室內(nèi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 題目類型： 設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 王晨陽(yáng) 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 年 級(jí)： 機(jī) -112 指導(dǎo)教師： 姬宜朋 2015 年 03 月 19 日 一 選題背景、研究意義及文獻(xiàn)綜述 1 選題背景及研究意義 國(guó)內(nèi)外石油開(kāi)采的實(shí)踐表明：當(dāng) 油田進(jìn)入高含水期后，為了確保產(chǎn)量任務(wù)的完成和提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，必須開(kāi)展治水奪油的工作 1。 水處理的難題已經(jīng)成為現(xiàn)在油田，特別是海上油田進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸性問(wèn)題。隨著海上油田開(kāi)采進(jìn)入高含水期，加上前期開(kāi)采采取的“稀井高產(chǎn)”的策略，導(dǎo)致海上油田生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)成本和原油產(chǎn)量之間的矛盾日益加劇。為了保持海上油田每天的產(chǎn)油量不變，只有增大采液量。于是水處理負(fù)擔(dān)加劇的問(wèn)題隨之而來(lái) 2。 所以油水分離技術(shù)已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)外各大油田的研究重點(diǎn)。其中又因?yàn)楹Ｉ掀脚_(tái)特別是深海油田的海上平臺(tái)承重和空間有限，不能安裝更多的水處 理設(shè)施，于是緊湊型分離技術(shù)成為了未來(lái)分離技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 3。 但國(guó)內(nèi)緊湊型分離技術(shù)的研究仍然處于起步階段，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)是任何分離技術(shù)研究過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)。為評(píng)價(jià)在研分離設(shè)備的分離性能，必須配置不同油滴粒徑和不同含油量的污水。另外，對(duì)于將要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的設(shè)備，也有必要針對(duì)性的開(kāi)展室內(nèi)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，為此，有必要在室內(nèi)模擬油田現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行含油污水的配置?？偠灾鬯呐浠煜到y(tǒng)是室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，中如何快速配置符合要求的含油污水成為了首要解決的問(wèn)題。 不光我校目前對(duì)于氣旋浮分離技術(shù)的研究離不開(kāi)配置符合要求 的油水混合物，國(guó)內(nèi)外都需要解決這個(gè)問(wèn)題。 基于此，課題研究的背景就是為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究油水分離器 設(shè)計(jì)出符合要求的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)用在線油水配混系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)油滴粒徑分布可調(diào)，污水中含油量穩(wěn)態(tài)，且調(diào)整過(guò)程方便，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單又是其中的重點(diǎn)難點(diǎn)。 2 文獻(xiàn)綜述 2.1 緊湊型油水分離器 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，油水分離技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。面對(duì)越來(lái)越困難的油水分離現(xiàn)狀，基于不同工作原理，針對(duì)不同分離對(duì)象，多種油水分離技術(shù)隨之誕生 4。 其中針對(duì)于石油業(yè)，緊湊型油水分離器更是研究中的重點(diǎn)課題，而水力旋流器以及氣浮技術(shù)就是眾多緊湊型油 水分離器的代表。 2.1.1 水力旋流器 水力旋流器主要有可根據(jù)各種應(yīng)用的實(shí)際需要在不同場(chǎng)合下使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，設(shè)備體積小 ,占地面積小 ,安裝方便 ,運(yùn)行費(fèi)用低，使用方法簡(jiǎn)單，處理工藝簡(jiǎn)單 ,運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)然 ,同其它任何設(shè)備一樣 ,水力旋流器也存在一些不足之處 :對(duì)運(yùn)行條件要求較高 ,分離過(guò)程同樣為不完全分離 ,水力旋流器內(nèi)部的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)分散相液滴產(chǎn)生剪切破碎而不利于分離。 在進(jìn)行進(jìn)一步的應(yīng)用開(kāi)發(fā)的同時(shí)，旋流分離技術(shù)的研究應(yīng)主要集中在以下幾個(gè)方面： 加大機(jī)理研究的采樣點(diǎn)密度，完善機(jī)理研究的數(shù)據(jù)匯總 ； 結(jié)合水力旋流器內(nèi)部機(jī)理和外特性的關(guān)系，建立適合水力旋流器的模型 ,用以指導(dǎo)不同工藝條件和油水物性條件的水力旋流器的造型和設(shè)計(jì)； 不斷設(shè)計(jì)新型的液一液分離水力旋流器 ,擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域 ,進(jìn)一步提高分離精度特別是提高對(duì)小油滴的分離能力； 配套和優(yōu)化水力旋流器分離系統(tǒng)，加快低剪切增壓及聚結(jié)等設(shè)備的研制； 擴(kuò)大水力旋流器應(yīng)用領(lǐng)域，研發(fā)一機(jī)多能、機(jī)電一體化的化工新裝置，如：旋流過(guò)濾器、旋流分離吸收器、旋流浮選調(diào)節(jié)器等 5?？梢灶A(yù)見(jiàn)，水力旋流器構(gòu)型的油田分離器已經(jīng)成為了未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。 2.1.2 氣浮技術(shù) 氣浮 法工藝成熟、成本低廉、處理量大，可以去除粒徑較小的分散油和部分溶解油，目前已被廣泛應(yīng)用于油田、石油化工、食品油生產(chǎn)等廢水的處理。其設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 但其主要缺點(diǎn)是水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，上浮油渣難以處理。為了克服傳統(tǒng)氣浮和旋流分離技術(shù)的缺點(diǎn)， 為了 滿足各行業(yè)對(duì)含油廢水處理所提出的新要求，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn) 6。 為了早日解決水力旋流器以及氣浮技術(shù)的這些缺點(diǎn)，室內(nèi)試驗(yàn)就變得迫在眉睫，而實(shí)驗(yàn)就離不開(kāi)不同 油滴粒徑的穩(wěn)態(tài) 油水混合物。由于運(yùn)輸成本以及對(duì)不同 油滴粒徑的要求，室內(nèi)實(shí)驗(yàn) 用在線油水配混系統(tǒng)的研究就變得順理成章了。 2.2 油水混合技術(shù) 對(duì)于流體混合的問(wèn)題是從 1883 年的非常著名的雷諾實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的。但是只有在最近的幾十年里面大家才開(kāi)始真正的意義上研究攪拌器。發(fā)展到現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中利用湍流混合機(jī)理實(shí)現(xiàn)液 -液混合的設(shè)備主要有射流噴射混合器、撞擊流混合器、靜態(tài)混合器、動(dòng)態(tài)混合器等 7。 2.2.1 射流噴射混合器 射流噴射混合器是實(shí)現(xiàn)液 -液快速混合常用的設(shè)備 ，如圖 2-1 其設(shè)計(jì)思想是將快速運(yùn)動(dòng)的液體流 (即射流或者第一流體 )以較高的速度噴射到緩慢流動(dòng)或者靜止的液體 (即主流體或第二流體 )中。在射流邊界 ， 由于射流流體和主流體之間的速度差 ,而形成了一個(gè)混合層 ， 該混合層沿著射流流動(dòng)方向擴(kuò)展 ,通過(guò)夾帶和混合 ， 使射流流體不斷進(jìn)入主流體中 。 射流流體的方向可以與主流體方向一致 (中心射流或同軸射流 ),也可以與主流體成一定的角度 (錯(cuò)流射流 )8。 圖 2-1 射流噴射混合器 2.2.2 撞擊流混合器 將兩股液體以一定的方式進(jìn)行高速撞擊是實(shí)現(xiàn)液 -液快速混合的另一種重要方法。 如圖 2-2 通過(guò)兩股高速流動(dòng)的流體瞬間激烈撞擊 ,實(shí)現(xiàn)能量的快速耗散 ,從而迅速降低兩股流體之間的離析程度，達(dá)到快速混合的目的 9。 圖 2-2 撞擊流混合器 2.2.3 靜態(tài)混合器 靜態(tài)混合器是最近 20 年發(fā)展起來(lái)的混合設(shè)備 ， 是指“借助流體管路的不同結(jié)構(gòu) ，得以在很寬的范圍內(nèi)使流體混合 ， 而沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的流體管路結(jié)構(gòu)體”。如利用扭曲葉片或交錯(cuò)平板的組合等 ,流體經(jīng)過(guò)這些結(jié)構(gòu)單元后達(dá)到混合目的的設(shè)備。流體在流經(jīng)靜態(tài)混合器時(shí) ， 受混合元件的約束 ， 產(chǎn)生分流、合流、旋轉(zhuǎn) ， 使流體達(dá)到充分的混合 10。 圖 2-3 靜態(tài)混合器 2.2.4 動(dòng)態(tài)混合器 動(dòng)態(tài)混合器是指在殼體或者管道內(nèi)有高速旋轉(zhuǎn)的部件存在 ， 流體在高速旋轉(zhuǎn)部件的作用下產(chǎn)生很大的剪切 力， 不同流體在剪切力的作用下實(shí)現(xiàn)混合的設(shè)備 ，結(jié)構(gòu)如圖 2-3。對(duì)動(dòng)態(tài)混合器的設(shè)計(jì)無(wú)固定的形式 11。 圖 2-4 動(dòng)態(tài)混合器 目前 室內(nèi)油水配混主要采用動(dòng)態(tài)混合器 ， 因其具有 設(shè)計(jì)無(wú)固定的形式 ，占地較 小等優(yōu)點(diǎn)，更容易 為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究油水分離器 設(shè)計(jì)出符合實(shí)現(xiàn)油滴粒徑分布可調(diào)，污水中含油量穩(wěn)態(tài)，且調(diào)整過(guò)程方便，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單要求的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)用在線油水 配混系統(tǒng)。 2.4 動(dòng)態(tài)混合器簡(jiǎn)介 動(dòng)態(tài)混合器是指在殼體或者管道內(nèi)有高速旋轉(zhuǎn)的部件存在 ， 流體在高速旋轉(zhuǎn)部件的作用下產(chǎn)生很大的剪切力 ， 不同流體在剪切力的作用下實(shí)現(xiàn)混合的設(shè)備。對(duì)動(dòng)態(tài)混合器的設(shè)計(jì)無(wú)固定的形式 12。 國(guó)內(nèi)外目前 關(guān)于動(dòng)態(tài)混合器的研究也較多 ，目前主流有 動(dòng)靜齒圈式動(dòng)態(tài)混合器、球窩型動(dòng)態(tài)混合器，隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器等 13。 2.4.1 動(dòng)靜齒圈式動(dòng)態(tài)混 合器 動(dòng)靜齒圈式動(dòng)態(tài)混合器是一種適用于高粘流休混合的高效動(dòng)態(tài)混合器 。 其結(jié)構(gòu)如圖 2-4 所示 ， 它的混合元件由動(dòng)齒圈和靜齒圈組成。動(dòng)靜齒圈依次交替重疊組裝起來(lái) ， 動(dòng)齒圈套在芯軸上 ， 靜齒圈裝在機(jī)筒中 ， 層層壓緊。此種混合器具有下述特點(diǎn) ： 其一 ， 熔體在動(dòng)態(tài)混合器中向前流動(dòng)的同 時(shí)， 受到的橫向剪切是脈沖式的 ， 即當(dāng)相鄰動(dòng)靜齒圈上的鄰近齒相向運(yùn)動(dòng)到貼近時(shí) ， 對(duì)其流休產(chǎn)生一次強(qiáng)剪切作用 ， 這種脈沖剪切頻率是很高的 。 因此 ， 大大加速了對(duì)流體的混合塑化作用 。 其二 ， 動(dòng)靜齒圈對(duì)流體有強(qiáng)烈的配位作用，由于動(dòng)靜齒圈之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) ， 靜齒圈齒槽中的流休 ,不斷地被動(dòng)齒“剝離”到下一級(jí)靜齒圈其它位置的齒槽中去 ， 從而發(fā)生流體的宏觀遷移 ， 流場(chǎng)中的流線走向 ， 不斷地被從與流動(dòng)方向平行的方向 ， 強(qiáng)制地改變到與流動(dòng)方向垂直的方向上 ， 流線不斷地以很高的頻率被打亂 ， 顯然對(duì)混合極為有利 ，其三 ， 在流場(chǎng)中 ， 流體在三維方向上均有復(fù)雜流動(dòng) ， 因此 ， 混合器具有三維混合功其四 ， 由于一個(gè)個(gè)靜齒圈重疊起來(lái)所形成的筒內(nèi)壁被覆形 ， 使傳熱面積增大 ， 而這種動(dòng)靜齒圈式混合器 ,其傳熱面積約為同等直徑螺桿機(jī)筒傳熱面積的倍。這對(duì)流體的塑化是有利的 1415。 圖 2-5 動(dòng)靜齒圈式混合器結(jié)構(gòu)示意圖 1 一 定位套 ,2 一芯軸 ,3 一螺桿 ,4 一動(dòng)齒圈 , 5 一機(jī)筒 ,6 一靜齒圈 ,7 一姍母 ,8 一法蘭 2.4.2 球窩型動(dòng)態(tài)混合器 球窩型動(dòng)態(tài)混合器由混煉頭和半剖分的混煉套組成。在混煉頭的表面和混煉套的內(nèi)圓表面上 ， 依次交錯(cuò)排布有若干排半徑為 R 的半球窩?；旌掀骺梢灾甭?lián)在螺桿擠壓機(jī)的頭部 ， 也可以單獨(dú)設(shè)置。圖 2-5 為球窩型動(dòng)態(tài)混合器裝配結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)流體從一排球窩流入下一排球窩時(shí) ， 由于混煉頭的轉(zhuǎn)動(dòng) ， 使得混煉頭和混煉套上的相對(duì)應(yīng)的球窩之間 ， 總是處于不斷的開(kāi)合狀態(tài)。其相互接通的面積也是不斷變化的 ，至此流體將受到的作用有 ： 剪切作用 ； 分 流、剝離配位作用 ； 擠壓捏合作用。物料的混合可通過(guò)兩種作用來(lái)實(shí)現(xiàn) ， 其一是分散作用 ,其二是分布作用。加權(quán)平均總應(yīng)變作為評(píng)價(jià)混合程度的一個(gè)指標(biāo) ， 其大小反映了分散混合作用的強(qiáng)弱。分流混合度則是反映了分布混合的能力。本文用以上兩個(gè)指標(biāo)對(duì)球窩型混合器的混合能力進(jìn)行分析評(píng)價(jià) 1617。 圖 2-6 球窩型動(dòng)態(tài)混合器裝配結(jié)構(gòu)示意圖 l 一法蘭 ;2 一混煉套 ,3 一混練頭 , 4 一機(jī)簡(jiǎn) ,5 一環(huán)晾 ,6 一 螺桿 2.4.3 隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器 管內(nèi)流體在流動(dòng)過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向力 ， 使轉(zhuǎn)子繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子反作用于流體，改變流體的流 動(dòng)方向，基于以上特征，將組合式轉(zhuǎn)子及其輔助部件 .掛件 A轉(zhuǎn)軸以及限位件等統(tǒng)稱為隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器。轉(zhuǎn)子的葉片具有相同旋向，轉(zhuǎn)子之間首尾配合連接形成一串，為了保證進(jìn)出口流體能夠均勻發(fā)展，主管路兩端均保留了兩個(gè)混合單元長(zhǎng)度左右的空管段。隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器中，甘油在與轉(zhuǎn)子接觸之前保持較為穩(wěn)定的液柱形式，且基本在管路中下部流動(dòng)。接觸轉(zhuǎn)子后，甘油較為穩(wěn)定的液柱被轉(zhuǎn)子葉片的螺棱分割，螺旋葉片阻隔，單一的高濃度聚集區(qū)域被分割成多個(gè)濃度聚集區(qū)。在轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子葉片的擾流作用下，處于管路中下部的甘油被帶到管路中上部，在軸向流 動(dòng)過(guò)程中 進(jìn)一步被后續(xù)轉(zhuǎn)子葉片的螺棱分割，并在流動(dòng)過(guò)程中與轉(zhuǎn)子表面發(fā)生摩擦。甘油在轉(zhuǎn)子的帶動(dòng)下形成螺旋形流動(dòng)，被層層“分 割 -分隔、擾流、摩擦 -混合溶解”，流動(dòng)路徑明顯增加。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子之后 ， 隨著甘油高濃度聚集區(qū)域被分割、分散，分散相顏色逐漸變淡，在混合溶液中的逐漸分布均勻 1920。 圖 2-7 隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器結(jié)構(gòu)原理圖 1 轉(zhuǎn)軸； 2 掛件； 3 管路； 4 轉(zhuǎn)子； 5 限位件 2.5 動(dòng)態(tài)混合器的小 結(jié) 綜上所述，針對(duì)于 動(dòng)靜齒圈式動(dòng)態(tài)混合器 、球窩型動(dòng)態(tài)混合器 ,條槽剝離型動(dòng)態(tài)混合器 ,隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器進(jìn)行對(duì) 比。動(dòng)靜齒圈式動(dòng)態(tài)混合器一種適用于高粘流休混合的高效動(dòng)態(tài)混合器 ,這三種混合器的裝備都有過(guò)于復(fù)雜且占地較大的缺點(diǎn)， 所以得出隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 符合我校相關(guān)課題組對(duì)于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)用在線油水配混系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油滴粒徑分布可調(diào)，污水中含油量穩(wěn)態(tài)，且調(diào)整過(guò)程方便，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)要求。 2.6 在線 含油污水配置 系統(tǒng) 通過(guò)對(duì)所查閱的文獻(xiàn)進(jìn)行歸納和整理，對(duì)具有典型代表性的 在線 含油污水配 混實(shí)驗(yàn)裝置 進(jìn)行了優(yōu)選。優(yōu)選的在線含油污水配混系統(tǒng)有 何黎明課題組 的 在線 含油污水 配混系統(tǒng)， 大港油田設(shè)計(jì)院 的 在線 含油污水 配混系統(tǒng)， 陳文梅課 題組 的 在線 含油污水 配混系統(tǒng)。這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各有特色，其優(yōu)缺點(diǎn)的分析如下： 何黎明課題組 的 在線 含油污水 配混系統(tǒng) 采用白油和水的混合液進(jìn)行配置，實(shí)驗(yàn)流程如圖 2-8所示，打開(kāi)旁通閥 9，開(kāi)啟攪拌機(jī)和齒輪泵 2，攪拌一定時(shí)間至混合液中分散相粒徑相對(duì)穩(wěn)定不變后，關(guān)閉旁通閥 9，開(kāi)啟主循環(huán)系統(tǒng)。白油和水的混合物液進(jìn)入液體流量計(jì) 3；空氣經(jīng)過(guò)渦輪流量計(jì) 5計(jì)量后進(jìn)入和油水混合物在三通 7處混合，然后進(jìn)入重力式分離器的預(yù)分離筒。通過(guò)分離器分離出來(lái)的水相和油相排入攪拌池循環(huán)使用。使用 Malvern激光粒度測(cè)試儀對(duì)油出口處取出的樣品進(jìn)行 含水分析；紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)對(duì)水出口處取出的樣品進(jìn)行含油濃度分析 2122。 1-混合罐； 2-齒輪泵； 3-液體流量計(jì)； 4-空氣壓縮機(jī)； 5-渦輪流量計(jì)； 6-單向閥； 7-三通；8-重力分離器； 9-旁通閥； 10-取樣口； 11-出口 圖 2-8 該實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便， 通過(guò)分離器分離出來(lái)的水相和油相排入攪拌池循環(huán)使用 是其突出的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò) 攪拌機(jī)和齒輪泵 的攪拌可以達(dá)到 混合液中分散相 粒徑相對(duì)穩(wěn)定不變 的目的，不過(guò) 油滴粒徑 大小 不 可 調(diào)節(jié)成為了其最大缺點(diǎn)。 大港油田設(shè)計(jì)院 的 在線 含油污水 配混系統(tǒng) 室內(nèi)試驗(yàn) 的目的是測(cè)定單管旋流器在不同工況下的除油率、處理能力、溢流率參數(shù)等，為旋流器的現(xiàn)場(chǎng)操作提供合理參數(shù)。室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)包括污水箱、螺桿泵、水力旋流器、量筒、壓力表、攪拌器等 如 圖 2-9。試驗(yàn)用液：原油與自來(lái)水按 1:599充分混合，用電熱裝置加溫至 25 35 。原油密度為 856kg/m3(20 )。在試驗(yàn)中，凈化水流量、污油出口流量均用量筒和秒表計(jì)量，水中含油濃度用 721分光光度計(jì)測(cè)定 232425。 1-污水箱 2-螺桿泵 3-水力旋流器 4-量筒 圖 2-9 該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是流程簡(jiǎn)單，操作方便。雖然通過(guò)攪拌器也可以達(dá)到污水中含油量穩(wěn)態(tài) 的要求，但是其最大的缺點(diǎn)是無(wú)法按照要求配置出不同油滴粒徑的含油污水。 .陳文梅課題組 的 在線 含油污水 配混系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，螺桿泵將清水送入水 力旋流器，通過(guò)螺桿泵可以調(diào)節(jié)旋流器的進(jìn)口流量。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖 2-10油田計(jì)量泵注入螺桿泵入口管線中，與水充分混合，從而可以調(diào)節(jié)油水混合物的含油濃度。 油在進(jìn)入螺桿泵之前，先經(jīng)過(guò)一旋渦泵，旋渦泵可實(shí)現(xiàn)油的分散、乳化以及油水混合物的均勻化作用。油水混合物經(jīng)螺桿泵后，進(jìn)入一靜態(tài)混合器，用于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)油相在水相中的分散和乳化，其最高分散程度可達(dá)1 2 m，混合不均勻系數(shù)在 5%以內(nèi)。通過(guò)旋渦泵和靜態(tài)混合器，可以控制進(jìn)料中油滴的粒徑。 隨后，油水混合物經(jīng)一電磁流量計(jì)，再進(jìn)入水力旋流器。水力旋流器的底流和溢流經(jīng)參數(shù)測(cè)試后進(jìn)入廢 料槽 262728。 除油旋流器分流 在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 圖 2-10 本裝置為 除油旋流器分流 在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它具有可以 調(diào)節(jié)油水混合物的含油濃度 并做到 油的分散、乳化以及油水混合物的均勻化 及通過(guò)調(diào)節(jié)旋渦泵以及靜態(tài)混合器可以做到 油滴的粒徑 可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)該系統(tǒng)的靜態(tài)混合器不具備動(dòng)態(tài)混合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。 第一及第二種室內(nèi)油水配混系統(tǒng)雖然都是在線配混系統(tǒng)且可以做到 分散相粒徑相對(duì)穩(wěn)定 ，但是其不能按照實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié) 油滴粒徑大小分布 ,而且由于前兩種的油液混合池都是豎直的設(shè)計(jì)，油的密度小于水從而上浮導(dǎo)致油滴 粒徑大小分布不均勻 。第三種室內(nèi)實(shí)驗(yàn)用在線油水配混系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 完全符合我校相關(guān)課題組對(duì)于實(shí)現(xiàn)油滴粒徑分布可調(diào)，污水中含油量穩(wěn)態(tài)，且調(diào)整過(guò)程方便，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)要求。所以選擇第三種室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng)。 二 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題 2.1 主要研究以下方面的內(nèi)容： 1 動(dòng)態(tài)混合器的扇葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 2 動(dòng)態(tài)混合器的軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 3 動(dòng)態(tài)混合器的外筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 室 內(nèi)實(shí)驗(yàn)用在線油水配混系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。 2.2 擬解決的主要問(wèn)題： 1 繪制動(dòng)態(tài)混合器的零件圖和裝配圖 。 2 基于動(dòng)態(tài)混合系統(tǒng)的油水配混系統(tǒng) PID 圖 。 3 基于動(dòng)態(tài)混合系統(tǒng)的油水配混系統(tǒng)的三維造型圖 。 三 研究步驟、方法 1.查閱資料了解隨動(dòng)式動(dòng)態(tài)混合器工作機(jī)理。了解動(dòng) 態(tài)混合器的在線油水配混系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)。 2.通過(guò)查閱資料了解 如何調(diào)節(jié) 油滴粒徑分布 。控制 污水中含油量穩(wěn)態(tài) ，具體操作及設(shè)備維護(hù)方法，在線配混。 3.參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)出符合 要求的 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)用在線油水配混系統(tǒng)。 四 主要參考文獻(xiàn) 1陳文征 ,張貴才 ,尹海峰 . 波紋板聚結(jié)油水分離技術(shù)研究進(jìn)展 J.石油礦場(chǎng)機(jī)械 ,2007,05(12):27-29+33. 2田楠 ,范海燕 ,馬團(tuán)校 . 井下油水分離技術(shù)在曹妃甸油田的應(yīng)用 J.油氣田地面工程 ,2011,12(17):95-96. 3白蘭 ,吳一輝 ,張平 . 基于 MEMS 的微流體混合器的研究與進(jìn)展 J.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ,2004,04(15):543-545. 4 秦小瓊 , 吳卓 , 盛尚雄 . 大 粘 度 液 體 混 合 器 的 結(jié) 構(gòu) 改 進(jìn) J. 化工 機(jī)械 ,2004,05(21):300-301+303. 5任閩燕 ,程軍 ,張子玉 ,張安德 ,蒲兵 ,張健 . 井下油水分離采油技術(shù) J.石油鉆采工藝 ,2004,06(20):62-64+85-86. 6許正軍 ,李梅 . 條槽剝離型動(dòng)態(tài)混合器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)混合性能的影響 J.中國(guó)紡織大學(xué)學(xué)報(bào) ,1998,04(13):40-42+50. 7 李 海金 , 井 下 油 水 分 離 技 術(shù) 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 與 應(yīng) 用 前 景 J. 國(guó) 外 石 油 機(jī)械 ,1998,05(17):52-61. 8 李海金 , 李 繼 康 . 井 下 油 水 分 離 技 術(shù) 進(jìn) 入 高 速 發(fā) 展 階 段 J. 國(guó) 外 石 油 機(jī)械 ,1999,02(11):22-30. 9 李 海 金 ,B.R.Peachey. 井 下 油 水 分 離 技 術(shù) 進(jìn) 入 高 速 發(fā) 展 階 段 J. 國(guó) 外 油 田 工程 ,1999,05(9):18-21. 10邵建萍 ,牛寶榮 ,張興平 . 井下油水分離技術(shù)綜述 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