重庆工商大学龚海峰获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆工商大学申请的专利一种废油乳化液电场破乳参数的匹配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116764280B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310711551.8,技术领域涉及:B01D17/04;该发明授权一种废油乳化液电场破乳参数的匹配方法是由龚海峰;方原;彭烨设计研发完成,并于2023-06-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种废油乳化液电场破乳参数的匹配方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种废油乳化液电场破乳参数的匹配方法,其主要思路是:基于液滴的粒径来匹配最佳的电场参数,电场参数即电场强度和电场频率,将电场频率分为脉冲宽度与脉冲休止宽度分别进行匹配;先对液滴施加直流电场,确定液滴的最佳电场强度和最佳脉冲宽度,然后基于最佳电场强度与最佳脉冲宽度构建仅输出一次脉冲的脉冲电场作用于液滴,确定最佳脉冲休止宽度;得到的电场频率可使液滴的平均变形度略高于最佳变形度,在避免液滴破裂的前提下,使液滴之间的碰撞几率最大化,可有效减弱液滴界面膜的强度,实现废油乳化液的高效结聚破乳;可有效解决如何得到最佳电场破乳参数的技术问题,取得提高废油乳化液破乳效率的效果。
本发明授权一种废油乳化液电场破乳参数的匹配方法在权利要求书中公布了:1.一种废油乳化液电场破乳参数的匹配方法,其特征在于:包括如下步骤: 1建立油水混合物中液滴在脉冲电场破乳装置中受电场作用的二维物理模型; 2构建所述液滴在二维物理模型中受电场作用的二维动态变形模型,并设置边界条件和油水混合物的物理参数; 3设置二维物理模型的电场类型为直流电场,添加多组操作参数,操作参数包括电场强度,各组操作参数中的电场强度依次递增; 4二维动态变形模型按照经网格划分后的二维物理模型分别绘制出在各组操作参数下的液滴变形曲线,并选出液滴的变形度峰值与最佳变形度相等的液滴变形曲线; 5将步骤4选出的液滴变形曲线对应的电场强度作为最佳电场强度,并根据步骤4选出的液滴变形曲线确定最佳脉冲宽度; 6设置二维物理模型的电场类型为脉冲电场且只输出一次脉冲,添加一组操作参数,操作参数包括步骤5中确定的最佳电场强度和最佳脉冲宽度; 7二维动态变形模型按照经网格划分后的二维物理模型绘制出在步骤6添加的操作参数下的液滴变形曲线; 8根据步骤7得到的液滴变形曲线确定最佳脉冲休止宽度; 步骤1包括如下子步骤: 11在脉冲电场破乳装置中,取属于同一电极板组的两个电极板之间的区域的横截面作为流场; 12在流场中充满油水混合物,并将油水混合物中唯一的液滴置于流场中心,定义液滴的粒径为R,流场的尺寸为16R×16R; 步骤2中所述二维动态变形模型是联合流场控制方程、界面追踪方程和电场控制方程建立的,所述流场控制方程如下: 其中,u为油水混合物的速度矢量,ρ为油水混合物的密度,p为油水混合物的压力,μ为油水混合物的的粘性切应力张量,Fst为油-水界面张力,Fe为电场力,I为单位矩阵;t为时间; 所述界面追踪方程如下: 其中,为相场变量,表示油相,表示水相,表示油-水界面;γ为迁移率;G为化学势; 所述化学势G的公式如下: 其中,λ为混合能量密度,h为油-水界面厚度; 油水两相的体积分数分别表示为: 其中,Vf0为连续相油的体积分数,Vf1为离散相液滴的体积分数; 所述油-水界面张力Fst与化学势G的关系式如下: 所述电场控制方程如下: εr=Vf0×εoil+Vf1×εwater 其中,εr表示油水混合物的相对介电常数,ε0表示真空介电常数,E表示电场强度,εoil为油相的相对介电常数;εwater为水相的相对介电常数; 步骤4中绘制液滴变形曲线的操作如下: 以液滴的中心为原点建立直角坐标系,定义液滴与y轴相交的两端点之间的距离为液滴变形的长轴,并表示为a;定义液滴与x轴相交的两端点之间的距离为液滴变形的短轴,并表示为b;定义液滴的变形度为D,且 按照经网格划分后的二维物理模型,利用二维动态变形模型中的界面追踪方程追踪油-水界面,得到液滴变形过程中每一时刻,液滴与y轴相交的两端点以及液滴与x轴相交的两端点,计算每一时刻液滴变形的长轴和短轴,然后计算每一时刻液滴的变形度,最后绘制出液滴的变形度随施加电场的时间而变化的所述液滴变形曲线; 步骤8的具体操作为:在步骤7得到的液滴变形曲线中,将液滴由最佳变形度到最小变形度所经历的时长作为最佳脉冲休止宽度。
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