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含油废水分离器的气浮与旋流组合工艺数值模拟及优化设计

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简介：
本研究通过数值模拟方法探讨了含油废水处理中气浮和旋流组合工艺的效果，并进行优化设计以提高分离效率。 气浮-旋流组合式含油废水分离器的数值模拟及优化设计研究由张金亚和朱宏武进行。他们以该设备样机为对象进行了实验研究与数值计算，结果显示这种分离器能够有效处理低浓度含油废水中小粒径乳化油的问题。

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  • 含油废水分离器的气浮与旋流组合工艺数值模拟及优化设计
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    本研究通过数值模拟方法探讨了含油废水处理中气浮和旋流组合工艺的效果，并进行优化设计以提高分离效率。 气浮-旋流组合式含油废水分离器的数值模拟及优化设计研究由张金亚和朱宏武进行。他们以该设备样机为对象进行了实验研究与数值计算，结果显示这种分离器能够有效处理低浓度含油废水中小粒径乳化油的问题。
     
  • 三维数值模拟在水力旋流器内的油水分离过程
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    本研究运用三维数值模拟技术深入探究了水力旋流器内油水分离的具体机理与过程，旨在为提高油水分离效率及优化设备设计提供理论依据。 在现代工业应用中，水力旋流器被广泛用于实现油水分离，在石油、化工和环保等行业具有重要作用。模拟水力旋流器内部的油水分离过程对于优化设计和提高分离效率至关重要。FLUENT软件是一款常用的流体力学模拟工具，适用于处理复杂的多相流问题。 本段落采用FLUENT中的欧拉分析方法进行三维数值模拟，并结合雷诺应力湍流模型以解决复杂流动条件下的计算需求。在多相流分析中，主要使用两种手段：拉格朗日法和欧拉法。前者将连续相视为主体并求解Navier-Stokes方程，而分散相则通过大量粒子、气泡或液滴的轨迹运动来模拟；后者把不同流体视作彼此穿插的连续介质，并遵循总守恒及各别相守恒方程。欧拉法特别适用于存在混合和分离现象且分散相体积率超过10%的情况，如水力旋流器内的强旋湍流流动。 在选择模拟实例时，本段落选取了双锥型油水旋流分离器，并提供了其几何参数。这些参数对模拟结果有着重要影响，在进行数值分析前需要精心设计和选定。使用FLUENT的前置处理程序Gambit生成计算模型并划分网格，得到了六面体单元结构。高质量且密度适当的网格是保证模拟精度与效率的关键。 在设置边界条件后进行了实际计算，展示了油水两相从均匀混合流入旋流器内部逐步分离、聚集和迁移的过程。结果显示，在圆柱至圆锥段形成了三个显著的涡流，并且切向速度峰值出现在旋流管中心附近。这些发现与实验观察相符，进一步揭示了分离机理：轴压差促使重质液体（水）沿壁面流向出口，径向压力则使得轻质油在顶部溢出。 为了验证模拟结果的有效性，将其预测的分离效率与实际测量数据进行了对比分析，确认数值模拟能够准确反映旋流器性能。这表明该方法对设备优化设计和提高分离效果具有指导意义。 通过这项研究，我们认识到三维数值模拟对于深入理解油水分离过程以及改进相关设备设计的重要性，并为提升工业油水分效率提供了有效工具和技术手段。随着计算流体力学及相关软件技术的进步，此类模型在未来将更加广泛地应用于该领域。
     
  • 油砂分离工艺流程设计与分离参数研究（2012年）
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    本研究针对2012年的课题《油砂分离工艺流程设计与分离参数研究》，深入探讨了油砂资源中石油的有效提取技术，优化设计了高效的油砂分离工艺流程，并系统分析和确定了关键的分离参数。 采用自主研发的水性络合试剂，并借助小型油砂分离装置对影响油砂分离效果的各项参数进行了实验研究。这些参数包括活化剂的质量分数、加热温度、加热时间以及油砂的比例等。通过系统化的试验，发现当活化剂质量分数为4%，油砂比例为1:2，在85℃的条件下经过30分钟的加热处理后，能够实现完全分离，并达到94%的出油率。 此外，该研究还揭示了水性络合试剂在使用过程中可以循环利用的特点。同时，通过适当的处置手段，试验产生的泥砂也可以满足环保要求并用于回填作业。这种方法有效地解决了传统工艺中难以避免的问题如不完全分离、环境污染等，并因此具有较高的推广价值和实际应用意义。 ### 油砂分离工艺流程设计及分离参数的研究 #### 关键知识点概览 - **自主研发的水性络合试剂**：在油砂分离过程中起到关键作用。 - **小型油砂分离装置**：用于实验研究，模拟工业生产条件下的操作环境。 - **油砂分离参数**：包括活化剂质量分数、加热温度、时间以及比例等因素的影响。 - **出油率**：衡量从油砂中提取原油效率的重要指标之一。 - **试剂循环利用性**：有助于降低处理成本和减少环境污染风险。 - **泥砂处理与回填标准符合度**：确保废弃物的再利用率高，满足环保要求。 #### 自主研发的水性络合试剂 文中提到的一种自主研发的水基型络合剂是实现高效油砂分离的核心化学品。该化合物能够有效地将石油成分从油砂中分离出来，并且由于其环境友好特性而被广泛使用于研究之中。 #### 小型油砂分离装置 设计并应用了一种小型实验设备来执行实验室规模的测试，以便在受控环境中模拟实际工业过程中的操作条件。这使得研究人员能够对各种工艺参数进行精确调整和优化。 #### 油砂分离参数及其影响 - **活化剂质量分数**：此因素直接影响到油砂分离的效果，在4%时达到最佳状态。 - **加热温度**：实验表明，85℃是实现理想效果的关键温度值。 - **时间**：经过30分钟的处理后可以确保完全分离过程完成。 - **比例设置（如1:2）**：指油与砂的比例对结果有显著影响。 #### 出油率分析 出油率是指从被处理过的原料中提取出来的原油量占总输入量的比例。根据实验数据，在上述最佳条件下，出油率达到94%。 #### 分离试剂循环利用 为了提高经济性和可持续性考虑，研究还探讨了分离剂的重复使用能力。结果显示经过适当清理后该化学物质可以被多次再用以减少成本和环境负担。 #### 泥砂处理与回填 对实验中产生的废弃物进行了适当的处置，并且证明其满足环保要求可用于后续的土地恢复工作当中去避免传统技术带来的污染问题。 #### 结论 本段落提出了一种创新性的油砂分离方法，通过使用自主研发的水基络合剂和优化后的工艺参数实现了高效的石油提取。这种方法不仅解决了现有技术中存在的环境影响等问题还为该领域的未来发展提供了新的方向和可能性。
     
  • 水力旋流器油水分離的數值模擬與實驗研究（2013年）
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    本研究探讨了2013年关于水力旋流器油水分离技术的数值模拟与实验，分析其分离效率和影响因素，为优化设计提供理论依据。 为了在不影响内部流场稳定性和分离效率的前提下降低水力旋流器的能耗问题,本段落采用CFD方法进行流动数值模拟，并利用FLUENT软件中的RSM湍流模型和SIMLEC算法对两种不同结构的旋流分离器(LLHC)进行了计算，以水和油为介质。同时，使用基于欧拉法的Mixture两相模型进行分析。实验中搭建了相应的物理模型平台，并将模拟得出的流场、压力场和速度场与实测数据对比验证方法准确性。结果显示：数值模拟结果与实验实测结果相差在10%以内，证明所采用的方法是准确可靠的。双锥单柱结构下，压力损失有所降低。
     
  • 油藏数值模拟（二维油水）- MATLAB.zip
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    本资源提供了一个基于MATLAB编程实现的二维油水两相渗流数值模拟工具包，适用于石油工程领域内的教学与科研工作。 油藏数值模拟的二维模型使用MATLAB编写，用于模拟油水两相流动。
     
  • SBR工艺废水计算软件
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    SBR工艺废水计算软件是一款专为污水处理工程师设计的应用程序，能够高效准确地进行SBR（序批式活性污泥法）处理系统中的各种废水参数计算与分析。 计算废水工程的成本造价需要参考相关数据进行核算。
     
  • 1d.rar_油藏数值模拟_油藏模拟_数值模拟
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    本资源为《1D油藏数值模拟》压缩包，包含一维油藏模拟相关理论、模型及实例代码等内容，适用于油气田开发工程及相关专业的学习与研究。 油藏数值模拟的一维径向流模拟源程序用C++编写，适合初学者参考。
     
  • 螺旋桨伴流理论设计与参数优化分析
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    本研究聚焦于螺旋桨伴流理论的设计与优化，通过深入探讨影响船舶推进效率的关键参数，提出创新性的设计方案和优化策略，旨在提升海洋工程装备的技术性能。 螺旋桨在舰艇尾部的非均匀流场中运转时，会对空泡、噪声、振动以及水动力性能产生重要影响。船舶螺旋桨适伴流理论设计及参数优化的目标是在精确预测船舶尾后伴流场的前提下，合理地设计螺旋桨以适应其所在的工作环境。通过结合使用伴流谐调分析法、螺旋桨侧斜与纵倾选择原则、升力线程序、升力面程序和非定常面元法程序以及螺旋桨参数优化设计程序，建立了一套适用于适伴流理论设计及参数优化的系统，并以大侧斜螺旋桨（highly skewed propeller, HSP）为例进行了再设计验证，证明了该系统的有效性。这套系统为潜艇螺旋桨的定制化提供了重要的理论依据。
     
  • 锂离子电池及COMSOL仿真技术的综合研究：性能优化与数值模拟分析
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    本研究聚焦于锂离子电池及其COMSOL仿真的综合探究，深入分析并优化电池性能，通过数值模拟提供科学依据和技术支持。 锂离子电池作为当今最流行的可充电电池之一，在工业界和学术界的关注度极高。为了进一步提升其性能，深入理解和优化工作原理至关重要。在这个过程中，数值模拟和仿真技术扮演了不可或缺的角色。COMSOL Multiphysics 是一款功能强大的多物理场仿真软件，为研究锂离子电池提供了先进的分析工具。 通过将 COMSOL 仿真技术应用于锂离子电池的研究中，科学家和技术人员可以在模型中模拟复杂的电化学过程，并深入探究其性能特征及设计出更高效的电池结构和管理系统。首先需要掌握锂电池的基本工作原理：充放电过程中，锂离子在正负极之间嵌入与脱嵌并伴随相应的电化学反应。 在 COMSOL 仿真环境中，可以利用各种接口来模拟这些反应、研究锂离子的传输过程以及分析电解质性质对电池性能的影响。此外，还可以通过该软件评估不同工况下的温度分布及应力应变情况等关键参数，从而为电池的安全性提供重要参考依据。 除了单一电化学模型外，锂电池仿真还涉及到了电池管理系统（BMS）的设计与优化方面的工作。例如，在热管理、电荷均衡和状态估算等领域内通过 COMSOL 仿真的应用可以更好地了解整个系统在实际运行中的表现并确保其达到最佳性能水平。具体而言，设计出更加有效的散热方案以避免过热现象或提高单元电池间的一致性和整体效率等都是可能实现的目标。 锂离子电池研究中一个核心问题是多物理场耦合效应的研究。COMSOL 提供了从电化学到热力学、机械应力以及流体流动等多个领域的模拟接口，使得研究人员能够将不同物理过程整合在一起进行全面分析。通过这种方式可以更好地理解复杂相互作用机制如温度变化对电化学反应速率的影响等。 锂离子电池仿真的深入研究对于新能源汽车、便携式电子设备和储能系统等行业的发展具有重要意义。不断优化与验证仿真模型有助于推动相关产品性能提升及成本降低，从而加速新型电池技术的商业化进程。同时，这项工作的开展也为其他类型的能源存储装置的研究提供了宝贵的参考经验。 此外，锂离子电池仿真的研究促进了跨学科的合作交流，并且随着计算技术和新材料的进步而持续发展和改进。因此它不仅有助于推动相关领域的发展与创新同时也加强了学术界和工业界的沟通和技术合作。 总之，通过深入的数值模拟及仿真分析能够更好地理解并掌握锂电池的工作机制从而设计出更加高效、安全以及环保型电池系统为现代社会提供清洁稳定的能源解决方案。