自适应智能倾斜波纹板聚结油水分离器的结构设计及优化

摘要

含油废水处理属于典型的非均相液-液-固物系过程，是涉及面广且非常棘手的难题。研究开发一种高效低能耗并能自动适应含油废水处理量及其组份变化的智能油水分离系统显得尤为迫切，而且对节能环保意义巨大。
　　本文对带有谐波波纹聚结板的自适应智能油水分离器进行了研究，运用计算流体力学对该分离器内的各种功能构件（入口构件、稳流构件和聚结构件）的流场特性进行了模拟分析，从优化内部流场提高分离效率的角度，对其设备结构进行了优化。
　　通过对液盒式入口构件不同开孔率的流场行为模拟研究得出：30％开孔率时其消能和水洗作用效果较好，还可起到一定的预分离作用；通过对比稳流构件上游和下游流场的轴向速度不均匀度得出：稳流构件的引入能够有效减少两相流体的轴向速度分布不均匀度，形成有益于两相分离的流场环境；本文提出了一种适应层流流体相分离的谐波波纹凝聚板结构，完成了中试规模的谐波聚结板油水分离器的开发设计，解决了波纹板组的安装和固定问题；最后通过对该结构的分离器的三维全模型的流场模拟得出：谐波波纹聚结板组的应用使油水两相混合液在其内的速度呈交替变化，并在波峰波谷处达到最大，产生了脉动水流，有利于增加油珠之间的碰撞机率，提高油水分离效率。
　　此外，本文还设计出了一套利用磁致伸缩液位计、智能控制仪表以及执行机构来实现在线监测油水界面功能并且使出油口获取较高含油率的油相产物的控制系统。

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第一章 绪论

1.1课题背景

1.2含油污水的处理方法

1.3重力油水分离技术的发展

1.4 CFD方法在工程实践中的应用及FLUENT软件的简介

1.5本课题研究的意义和内容

第二章 入口构件和稳流构件的结构设计和CFD模拟优化

2.1 重力式油水分离器流动模型的确定

2.2 入口构件对分离器内部流场影响的FLUENT模拟结果

2.3整流构件对分离器内部流场影响的FLUENT模拟结果

2.4 本章小结

第三章 聚结构件的结构设计和CFD模拟优化

3.1 聚结构件结构的设计、建模及网格划分

3.2 边界条件的设置

3.3 三维全模型的模拟结果及分析

3.4本章小结

第四章 油水分离智能调控系统的设计

4.1 现有的油水界面监测装置及其优缺点介绍

4.2 出油口的结构设计

4.3液位在线监测设备的选取

4.4智能调控系统的设计

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要工作与结论

5.2 工作展望

参考文献

附录

发表论文和参加科研情况说明

致谢