两级串联旋流器结构优化及流场特性研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 创新点摘要 | 第7-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 论文研究背景 | 第11-12页 |
| 1.2 本文研究的目的和意义 | 第12-13页 |
| 1.3 串联旋流器的研究进展 | 第13-17页 |
| 1.4 油滴破碎聚结对分离性能影响的研究进展 | 第17-18页 |
| 1.5 脉动流影响分离性能的研究进展 | 第18页 |
| 1.6 本文研究内容及技术路线 | 第18-21页 |
| 第二章 旋流分离的基本特性 | 第21-32页 |
| 2.1 基本旋流理论 | 第21-25页 |
| 2.1.1 旋流体基本方程 | 第22页 |
| 2.1.2 涡量方程 | 第22-24页 |
| 2.1.3 液滴的受力分析 | 第24-25页 |
| 2.1.3.1 离心力 | 第24-25页 |
| 2.1.3.2 斯托克斯力 | 第25页 |
| 2.1.3.3 切应力 | 第25页 |
| 2.2 旋流流场的数学描述 | 第25-31页 |
| 2.2.1 基本控制方程 | 第25-27页 |
| 2.2.2 雷诺应力湍流模型 | 第27-28页 |
| 2.2.3 混合模型 | 第28-29页 |
| 2.2.4 控制方程的离散 | 第29-31页 |
| 2.3 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 串联旋流器优化设计 | 第32-75页 |
| 3.1 串联的技术优势 | 第32-34页 |
| 3.2 结构优化类型 | 第34-35页 |
| 3.3 多目标优化基本理论 | 第35-41页 |
| 3.3.1 优化空间填充设计 | 第36-37页 |
| 3.3.2 克里格响应面模型 | 第37-38页 |
| 3.3.3 多目标遗传算法(MOGA) | 第38-40页 |
| 3.3.4 自适应多目标优化算法 | 第40-41页 |
| 3.4 第二级旋流器结构参数的确定 | 第41-44页 |
| 3.4.1 第二级公称直径 | 第42-43页 |
| 3.4.2 螺旋入口结构 | 第43页 |
| 3.4.3 旋流腔、上下锥段、圆柱段尺寸 | 第43-44页 |
| 3.4.4 溢流管尺寸 | 第44页 |
| 3.5 第二级旋流器结构的单目标优化 | 第44-58页 |
| 3.5.1 第二级旋流器的网格划分 | 第45-46页 |
| 3.5.2 长度参数的尺寸优化 | 第46-49页 |
| 3.5.2.1 螺旋段长度对螺旋流性能的影响 | 第46-47页 |
| 3.5.2.2 旋流腔长度对分离性能的影响 | 第47页 |
| 3.5.2.3 上锥段长度对分离性能的影响 | 第47-48页 |
| 3.5.2.4 下锥段长度对分离性能的影响 | 第48页 |
| 3.5.2.5 圆柱段长度对分离性能的影响 | 第48-49页 |
| 3.5.2.6 溢流管长度和直径对分离性能的影响 | 第49页 |
| 3.5.3 径向参数的形状优化 | 第49-58页 |
| 3.5.3.1 网格变形原理 | 第50-51页 |
| 3.5.3.2 网格变形优化 | 第51-55页 |
| 3.5.3.3 流场特性分析 | 第55-58页 |
| 3.6 第一级旋流器结构的多目标优化 | 第58-65页 |
| 3.6.1 第一级旋流器的网格划分 | 第59-60页 |
| 3.6.2 多目标结构优化设置 | 第60-62页 |
| 3.6.3 优化结果分析 | 第62-63页 |
| 3.6.4 优化前后参数对比 | 第63-65页 |
| 3.7 串联旋流器操作参数的多目标优化 | 第65-73页 |
| 3.7.1 操作参数优化设置 | 第66-67页 |
| 3.7.2 响应面分析 | 第67-70页 |
| 3.7.3 相关参数分析 | 第70-72页 |
| 3.7.4 六西格玛分析 | 第72-73页 |
| 3.8 本章小结 | 第73-75页 |
| 第四章 串联旋流器分离特性与油相分布的数值模拟 | 第75-103页 |
| 4.1 旋流器的主要技术参数 | 第75-77页 |
| 4.1.1 处理量 | 第75页 |
| 4.1.2 分流比 | 第75-76页 |
| 4.1.3 分离效率 | 第76页 |
| 4.1.4 压降比 | 第76-77页 |
| 4.2 串联旋流器的分离性能 | 第77-85页 |
| 4.2.1 串联旋流器的网格划分 | 第77页 |
| 4.2.2 流量对串联旋流器流场特性的影响 | 第77-83页 |
| 4.2.3 流量对串联分离效率的影响 | 第83页 |
| 4.2.4 分流比和含油浓度对串联分离效率的影响 | 第83-85页 |
| 4.3 串联旋流器的油相分布 | 第85-94页 |
| 4.3.1 群体平衡模型 | 第85-86页 |
| 4.3.2 群体平衡模型控制方程 | 第86-88页 |
| 4.3.2.1 群体平衡方程 | 第87页 |
| 4.3.2.2 聚结方程 | 第87页 |
| 4.3.2.3 破碎方程 | 第87-88页 |
| 4.3.3 群体平衡模型设置 | 第88页 |
| 4.3.4 油滴分布规律 | 第88-93页 |
| 4.3.4.1 油相体积分布 | 第89-90页 |
| 4.3.4.2 油滴粒径分布 | 第90-93页 |
| 4.3.5 不同油滴粒径下的分离效率 | 第93-94页 |
| 4.4 脉动流条件下的分离性能 | 第94-102页 |
| 4.4.1 时间步长的无关性验证 | 第94-96页 |
| 4.4.2 脉动参数的设置 | 第96-97页 |
| 4.4.3 脉动流速的流场特性 | 第97-101页 |
| 4.4.3.1 脉动速度场 | 第97-99页 |
| 4.4.3.2 脉动油相体积分数 | 第99-100页 |
| 4.4.3.3 脉动压力变化 | 第100-101页 |
| 4.4.4 脉动油相浓度的流场特性 | 第101-102页 |
| 4.5 本章小结 | 第102-103页 |
| 第五章 串联旋流器分离特性的实验研究 | 第103-116页 |
| 5.1 油滴粒径的测量 | 第103-104页 |
| 5.2 测速系统 | 第104-107页 |
| 5.3 油水分离系统 | 第107-108页 |
| 5.4 稳定流速度与分离性能的实验验证 | 第108-111页 |
| 5.5 脉动流分离特性的实验验证 | 第111-114页 |
| 5.5.1 脉动分离效率的测试 | 第112-113页 |
| 5.5.2 脉动溢流压降的测试 | 第113-114页 |
| 5.6 本章小结 | 第114-116页 |
| 结论与展望 | 第116-118页 |
| 参考文献 | 第118-124页 |
| 发表文章目录 | 第124-125页 |
| 致谢 | 第125-126页 |
