绝缘紧凑型电破乳器中液滴聚结特性研究

为了提高油包水乳状液在电脱水过程中的破乳效率，从静电聚结机理出发，推导出电极间距与电场强度的关系式；通过分析液滴在极板间距狭小的矩形聚结管道中的受力状况，同时考虑绝缘层以及层流流态对电场中液滴聚结作用的影响，设计出一种绝缘紧凑型电破乳器。改变所加电压和流量以调节破乳器中的电场强度和乳状液停留时间，利用激光粒度仪测量乳化物中水滴的体积平均直径。结果表明，缩小电极间距能产生高强电场；包覆绝缘层的电极板在小间距下能有效破乳并防止击穿，且电场强度越大停留时间越长，聚结效果越显著。该装置可提高油包水乳状液的聚结效率并节省大量空间。     

原油混沌脉冲电脱水技术探讨与仿真

首先建立了油包水乳状液中液滴变形过程的动态模型.然后提出采用具有混沌特性的高压高频脉冲电场,使油包水乳状液在混沌脉冲电场作用下工作,获得最佳谐振脱水效果.混沌信号通过混沌脉冲位置调制(CPPM)、混沌脉冲宽度调制(CPWM)和混沌脉冲幅值调制(CPAM)生成,最后进行了仿真.     

直流电场作用下微米级液滴碰撞聚结研究

润滑油在工业中的有着重要作用,但其中的水分会影响设备性能和使用寿命。传统的水分去除方法效率低、成本高。静电脱水技术可以通过电场作用将水润滑油中从分离出,利用电场促进油水液滴的碰撞和凝聚,具有快速、高效、环保等优点。本论文利用COMSOL软件对油包水乳液中两个液滴的碰撞聚集进行数值模拟,研究微米级液滴直流电场作用下电场强度、温度、粒径、和液滴间距等因素对碰撞和聚结行为的影响规律,研究表明随着电场强度增大,液滴聚结时间快速变小,但电场强度超过一定值时影响减弱;随着温度的升高,液滴聚结时间先急剧减少,到一定值后基本趋于稳定;随着粒径增大,液滴聚并总时间随液滴直径先缓慢增加,当粒径超过一定值时急聚增加;随着液滴间距增大,聚结总时间不断增大,本文为静电脱水的机理研究提供理论依据,为高效破乳脱水装置的设计提供技术支撑。     

新型电聚结器结构参数对液滴聚结特性的影响

设计包覆绝缘层的高压电极并加工4种新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为试验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行观察和分析,探索电极层数、电极间距和电场强度等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度,提高电场作用时间有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;电极层数不同时,只要达到一定的电场强度均能促进液滴聚结,但多层电极处理量大,经济效益显著;极板间距较小时,能耗低但电场畸变严重,在满足工作场强的前提下可以适当增加电极间距;能耗受含水率、电极层数和极板间距等条件影响,综合考虑各因素可降低能耗。     

高压脉冲静电破乳过程水滴的破碎临界电场参数

通过显微试验考察水滴在高压高频脉冲电场作用下的极化变形及失稳破碎过程,研究水滴破碎临界场强、占空比及电场频率的变化规律。结果表明:随占空比的增加,作用于水滴的电场能随之增大,同一脉冲周期内电场施加时间增长,水滴破碎临界场强减小;随电场强度的增加,水滴的极化变形效应愈加明显,水滴的变形弛豫时间缩短,破碎临界占空比减小,临界占空比最小值所对应的电场频率逐渐降低;电场强度一定时,随占空比的增大,水滴的破碎临界频率呈现先增大、后减小的趋势;电场强度、占空比及电场频率三者共同决定了水滴的极化弛豫状态、作用于水滴的电场能以及水滴的振荡频率,其交互作用对水滴的破碎具有重要影响。     

高压脉冲电场技术提取茶汤的工艺研究

为了获得高压脉冲电场（PEF）提取生产绿茶汤的最佳工艺条件,以茶多酚提取率为指标,用PEF提取技术生产绿茶汤,分别研究电场场强、脉冲个数、脉冲频率和料液比等因素对茶多酚提取率的影响。在得出单因素适宜范围的基础上,利用DesignExpert软件设计响应面实验,进行响应面分析,得出PEF提取生产绿茶汤的最优条件如下：电场强度37kV／cm、脉宽2．5μs、料液比为1：30、脉冲个数10个、脉冲频率2700Hz．     

油中水滴静电聚并微观机理研究

利用电场对多相体系进行分离处理广泛应用于石油化工等行业,电场力作用下液滴间的相互运动聚并是聚结的基础和前提条件.本文从液滴间静电力学模型出发,通过动态微观实验对液滴的聚并过程进行了完整的记录和分析,确定不同实验条件下液滴的聚并方式和角度,以及液滴从静止状态到发生相对运动时的临界条件.结果发现当两等大液滴间距与液滴半径之比大于1时,液滴间中心连线与电场力夹角θ<54.7°或θ>125.3°,两液滴间作用力表现为吸引力,当液滴间距较小时,能产生聚结的最大倾角增大为81.3°.液滴间相对距离增大时,移动临界电场强度迅速升高,较大液滴发生相对移动所需的场强低于小颗粒液滴.实验结果验证了相关理论,进一步完善了静电聚结机理.     

原油中水滴电分散的研究

原油中的水滴在高压直流电场中被电场力分散成小液滴。通过测定小液滴的平均粒径和原油中被分散的水量,发现水滴的电分散程度与温度和电场强度的变化有密切关系。温度改变原油性质来影响水滴的变形断裂,其中粘性阻力起主导作用。电场强度会明显影响水滴所受的电场力。在80℃下,场强1500V/cm时有10%以上的水滴被分散,到场强5 000V/cm时则达到40%以上。场强超过7 000V/cm以后分散作用的增强逐步减弱。     

匀强电场下分散相液滴的聚并

为了探究运行参数对分散相液滴的运动、聚并过程的影响,采用VOF(volume of fluid)方法捕捉分散相与连续相的流体间界面,利用漏电介质模型模拟均匀静电场,研究了电场强度、液滴粒径、液滴表面间距和液滴相对位置(液滴中心连线与电场强度方向夹角)对处于均匀电场中离散相多液滴聚并行为的影响,通过理论分析了液滴聚并过程影响因素,并与数值计算结论进行了对比.结果表明:分散相液滴聚并效率与电场强度、液滴粒径比、液滴表面间距以及液滴的相对位置有关;随着电场强度的增加,液滴的聚并效率显著增强;随着液滴表面间距以及液滴相对角度的增大,聚并效率有所降低;液滴粒径比对聚并效率亦产生影响,当液滴粒径差距较大时,液滴的聚并效率有所降低;电场强度对聚并过程的影响较为复杂,当外加电场强度持续增大时,液滴难以发生聚并,液滴被拉长后产生破碎或者弹开现象,存在阻碍液滴聚并的临界场强.     

电致动聚合物致动器的动态响应研究

采用电场型电致动聚合物--介电弹性体(DE)制作了一种圆形致动器,在交流电压和直流脉动电压驱动下,分别研究了电压波形、幅值和频率的位移响应情况.实验结果表明,当幅值和频率相同、波形不同时,DE薄膜的驱动位移相差较大,在方波、正弦波和三角波电压下,其驱动位移依次减小.随着频率的增高,驱动位移的递减速度依次增大.当电压波形相同时,位移随电压幅值的增加而增大,随频率的增高而减小,均呈非线性关系,并且直流脉动电压比交流电压的驱动过程稳定.对比双向预拉伸2×2、3×3、4×4倍的DE致动器电致动实验结果可知,预拉伸4×4倍的DE致动器所需的驱动电场强度比预拉伸2×2倍和3×3倍的DE致动器所需的驱动电场强度高,从变形过程的稳定性、响应速度以及稳定变形条件下DE致动器所能承受的频率来看,预拉伸4×4倍的DE致动器优于预拉伸2×2倍和3×3倍的DE致动器.     

电场作用下海马锥体神经元等效应建模

为解决电磁刺激治疗癫痫神经疾病的有效性和安全性等问题,建立了容易引起癫痫发作的海马CA3区锥体神经元在外电场刺激下的等效应模型,并通过Matlab 数值仿真,分别研究了其在直流和交流外电场作用下的动力学特性。仿真结果表明,神经元的放电频率受到直流电场强度的调制,特别对电场的方向比较敏感。当电场为负向时,电场强度的变化对神经元的动力学特性影响明显,当电场为正向时,影响不明显;在交流电场刺激下,神经元的动力学特性改变具有外部电场频率依赖性,不同频率刺激下神经元会出现周期簇放电、同步放电、周期峰放电和混沌放电等状态。据此可指导医生制定更为有效安全的神经疾病电磁刺激治理方案。     

响应面法优化高压脉冲电场提取匙羹藤总皂苷

匙羹藤总皂苷具有降血糖等活性.采用高压脉冲电场辅助提取匙羹藤总皂苷,以匙羹藤总皂苷提取率为指标,在单因素实验基础上采用响应曲面法考察了高压脉冲电场强度、脉冲频率和提取时间对匙羹藤总皂苷提取率的影响,得到提取匙羹藤总皂苷最优工艺条件为:料液比为1∶20,电场强度为16.0 kV/cm,脉冲频率30 Hz,提取时间为1.2...     

高压脉冲电场提取猪皮胶原蛋白

为了研究高压脉冲电场(PEF)对提取猪皮胶原蛋白的影响,在料液比1:10、枯草杆菌中性蛋白酶用量400U/g、酶解温度40℃、pH值6.5的条件下,分别改变电场强度、脉冲频率和酶解时间,用考马斯亮兰法测定胶原蛋白的浓度并计算其溶出率.结果表明,最适电场强度为25kV· cm-1、脉冲频率为40Hz、脉冲时间1s、酶解时...     

电场辐射对南美白对虾幼虾抗逆性影响的研究

分别用不同强度的高压静电场和高压脉冲电场以及两个电场联合作用对南美白对虾幼虾进行处理,对南美白对虾幼虾在少氧状态48h成活率和对盐度突变的适应性进行了实验观测。结果表明一定的电场辐射可以改变南美白对虾幼虾的抗逆性,其作用效果与电场的类型和频率都有关,且适当提高频率作用效果会更好。实验发现在高压静电场(场强:4.0kV/cm,作用时间:4min)与高压脉冲电场(场强:1.5kV/cm、频率:120Hz,作用时间:4min)联合作用时,效果比电场单独作用时要好。对电场辐射对幼虾盐度突变适应性影响的实验数据采用T检验,配对分析进行了统计学分析。由统计结果可知,df=15,P=0.000,按α=0.05的水平,拒绝检验假设,说明电场处理后幼虾对盐度突变的适应能力有改善。     

脉动燃烧抑制乙炔扩散火焰碳烟排放的研究

针对乙炔燃烧高碳烟排放的问题,提出对火焰施加脉动波以抑制碳烟的生成并对抑制效果进行了研究。分析了振幅、频率、喷嘴内径、燃料流量和波形对碳烟抑制效果的影响。结果表明:随着振幅的增大,碳烟生成量明显下降;当施加频率为40 Hz、振幅为0.02 V的脉动波时,碳烟抑制率超过90%;在振幅不变的情况下,碳烟抑制率先随频率的增大而增大,在频率为40 Hz的条件下,抑制率最优,而后随频率的增大开始下降,当频率大于80 Hz时基本上不变;喷嘴内径与碳烟生成量没有明显的相关性;在其他条件不变时,采用相对较小的燃料流量,脉动对碳烟生成的抑制效果更好;在锯齿波、方波、正弦波3种波形中,方波对碳烟生成的抑制效果最好。扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)结果表明,脉动燃烧可以抑制碳烟颗粒的团聚和促进碳烟颗粒的氧化,使其颗粒变小,最终达到抑制碳烟生成的目的。因此,脉动燃烧是一种抑制碳烟生成的有效手段,可为燃烧污染控制提供参考。     

变极性脉冲酸洗电源及其控制方式

为适应不同的电解酸洗工艺需求,设计了一种基于两级逆变的变极性脉冲酸洗电源及其实时控制方式,该电源具有直流、直流脉冲、交流对称脉冲和交流不对称脉冲等输出形式;通过电特性曲线测试分析和酸洗表面的微观形貌观察研究了交流对称脉冲电流模式下脉冲频率和电流密度对电解酸洗的作用.结果表明:存在与电流密度相对应的最佳脉冲频率,在最佳脉冲频率下进行酸洗,氧化皮去除效率高,工件表面光洁;最佳脉冲频率随电流密度的升高单调增加,脉冲频率对酸洗效果有明显的影响;可以通过实时控制频率的方法来提高酸洗效率和改善酸洗效果.     

高压脉冲气液相放电对双酚A降解的研究

本文运用高压脉冲放电等离子体技术研究对BPA溶液的降解效果,搭建反应器并研究了电场参数对降解去除率的影响,并使用最优电场参数结合环境因子变量研究去除效果。结果表明：电压高于30 kV、极间距1.5~2.5 cm有利于提高电场强度提高BPA去除效率;而提高放电频率可增加单位时长内的电场强度从而在反应前期BPA降解速率更高。溶液中BPA初始浓度和电解质的增加并不影响反应的进行;BPA放电降解较优的pH范围在7.0~9.0,而溶液初始pH值较低和较高时都将降低反应速率。可见在适当的理化条件下,高压脉冲放电对BPA有较好的去除效果。     

超晶格中直流和双模交流电场的整流效应

以弛豫时间近似下的玻尔兹曼方程为基础 ,详细研究了超晶格在外加直流和双模交流场中电子的输运行为 ,并计算了几种特定情况下超晶格中电流随频率和场强幅值的变化关系 ,我们发现超晶格在外加直流和双模交流电流电场时内部电流随频率的变化是稳定的 ,而电流随场强幅值的变化是振荡衰减的     

电场对Cu-Al合金活度及液态淬火组织的影响

通过对Cu-5Al合金施加直流、交流和脉冲电场，发现Cu液中溶质Al的活度系数随电场强度的增加，其趋势不同程度地减小。为研究溶质Al活度减小的原因，对合金在熔融状态下进行淬火。淬火后的金相组织观察表明，电场作用下溶质在合金溶液中沿某一个方向聚集，这为揭示活度的本质及活度在电场下变化的原因提供了可靠的证据，同时从另一个角度证明了液态金属中存在短程有序。     

电磁刺激对成骨样细胞UMR-106 DNA合成的作用

为了从细胞水平研究低频电磁场影响成骨样细胞增殖的有效物理参数 ,并为其作用机制的解释提供依据 ,论文就几种类型电磁场对成骨样细胞 UMR- 10 6DNA合成的作用进行了一系列实验 ,通过 3 H-脱氧胸苷掺入检测 DNA合成的改变 ,发现特定频率、场强 (或磁感应强度 )组合的电磁场 (脉宽 0 .2 m s,10 V/cm,12 5 Hz附近的脉冲电场 ;1V/cm,10 Hz附近的交变电场 ;0 .5 m T,5 Hz附近的交变磁场 )能促进细胞 DNA合成水平显著提高 ,表明刺激骨细胞生长的电磁场无需复杂的波形。场强对 DNA合成有重要作用 ,只有在合适的场强范围内 ,一定频率的电磁场对细胞才有刺激作用。交变磁场所诱导的电场很微弱 ,表明磁场不只是通过诱导电场发挥作用的 ,研究磁场对细胞的作用应考虑包括磁场直接作用等全部可能的机制。