一种双场耦合脱水装置及参数优化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双场耦合脱水装置及参数优化方法，首先确定待优化参数；逐个对双场耦合脱水装置进行模拟；根据模拟结果确定各待优化参数的最佳取值范围；然后确定各待优化参数的优化参数组合；逐个对双场耦合脱水装置进行模拟；获取不同优化参数组合下双场耦合脱水装置的分离效率；根据分离效率确定最佳优化参数组合。本发明专利技术同时考虑单一参数对分离效率的影响以及各参数间的相互作用对分离效率的影响，结合双场耦合数值模拟结果，利用软件Desing‑Expert进行分析，可实现双场耦合脱水装置结构参数或操作参数的组合优化，能够为耦合脱水装置的参数匹配问题提供合理的解决方案，得到双场耦合脱水装置的最佳参数组合。

A Double-field Coupled Dehydration Device and Its Parameter Optimization Method

The invention discloses a two-field coupling dehydration device and a parameter optimization method, which first determines the parameters to be optimized; simulates the two-field coupling dehydration device one by one; determines the optimal range of each parameter to be optimized according to the simulation results; then determines the optimal parameter combination of each parameter to be optimized; simulates the two-field coupling dehydration device one by one; obtains different optimized parameter combinations; The separation efficiency of the lower two-field coupling dehydration device is determined, and the optimum combination of parameters is determined according to the separation efficiency. Considering the influence of single parameter on separation efficiency and the interaction of each parameter on separation efficiency, combining with the numerical simulation results of two-field coupling and using software Desing Expert for analysis, the combined optimization of structural parameters or operational parameters of the two-field coupling dehydration device can be realized, which can provide a reasonable solution to the parameter matching problem of the coupling dehydration device. In this case, the optimum parameter combination of the two-field coupling dehydration device is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种双场耦合脱水装置及参数优化方法
本专利技术涉及废油处理
，特别涉及一种双场耦合脱水装置及参数优化方法。
技术介绍
润滑油在运输、储存以及长期的使用过程中，由于种种因素会被水污染，引发油质衰变，形成废润滑油。目前，对废润滑油处理的主要方法有直接排放、直接燃烧、再生利用等。其中，能够再生利用的废润滑油约占消费总量的40％，这对于缓解能源紧张、资源节约以及环境保护方面具有非常重大的意义。在众多的再生工艺中，乳化液的破乳脱水处理是非常重要的环节。对于含水量较高、成分复杂的废油乳化液，各种单一的方法在处理成本、耗能及耗时等方面均存在局限，将两种及以上的方法进行合理的耦合或集成实现对乳化液高效地破乳脱水处理是未来发展的趋势。一般来说，改变单一参数或类型进行实验或数值模拟，根据研究实验或数值计算结果得到最佳参数。然而，装置的各种参数间存在着非线性关系，一般的优化方法得到的结果难以满足要求，同时对多个参数进行组合优化才能得到更合理的最佳参数。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双场耦合脱水装置及参数优化方法，该装置为集成高压电场和旋流离心场的耦合破乳脱水装置，实现废油乳化液的高效快速处理。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供的双场耦合脱水装置，包括溢流管、入口、直管段、大锥段、小锥段和底流管；所述直管段上设置溢流管和入口，所述入口设置于直管段外壁上，所述入口与直管段的管壁相切设置，以适于液流按照一定的速度进入直管段，能在沿直管段内壁旋转流动；所述溢流管沿直管段的轴向设置；所述溢流管位于直管段内部的外壁与直管段内壁之间设置为高压电场；所述直管段的另一侧与大锥段连接，所述大椎段另一侧与小锥段连接，所述小锥段的另一侧与底流管连接。进一步，所述溢流管外壁设置有高压电源的正极，所述直管段内壁设置有高压电源的负极，以适于在溢流管外壁和直管段内壁之间区域内形成高压电场。进一步，所述直管段上至少对称旋转设置两个入口。进一步，所述直管段、大锥段、小锥段、底流管相互之间采用焊接方式相连接为一个整体，所述溢流管和直管段之间采用螺栓连接。进一步，所述大锥段和所述小锥段连接处的公称直径D为20mm～22mm；所述大锥段的大锥角β为20°～22°；所述小锥段的小锥角α为5°～6°。本专利技术还提供了一种双场耦合脱水装置参数优化方法，包括以下步骤：确定待优化参数；按照待优化参数逐个对双场耦合脱水装置进行模拟；根据模拟结果确定各待优化参数的最佳取值范围；确定各待优化参数的优化参数组合；按照优化参数组合逐个对双场耦合脱水装置进行模拟；获取不同优化参数组合下双场耦合脱水装置的分离效率；根据分离效率确定最佳优化参数组合。进一步，所述最佳优化参数组合是按照以下步骤来实现的：建立各优化参数组合与分离效率之间的函数关系；通过函数关系对优化参数组合模型进行显著性分析；根据显著性分析结果判断优化参数组合是否满足要求，如果否，则返回上一步进行显著性分析；如果是，则确定优化参数组合；分析各优化参数组合之间的相互作用对分离效率的影响；确定最佳优化参数组合。进一步，所述双场耦合脱水装置的待优化参数包括公称直径D、大锥角β和小锥角α。进一步，所述大锥段和所述小锥段连接处的公称直径D为20mm～22mm；所述大锥段的大锥角β为20°～22°；所述小锥段的小锥角α为5°～6°。进一步，所述各优化参数组合与分离效率之间的函数关系按照以下公式建立多元二次回归模型并进行计算：式中，x1、x2和x3分别对应α、β和D；Edw为脱水率，％；Edo为脱油率，％；以装置的脱水率和脱油率同时达到最大值为最优条件；得到最佳优化参数组合。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种双场耦合脱水装置，通过分析装置参数的设置与装置分离效率的关系，找到装置参数进行优化的方法，该方法同时考虑单一参数对分离效率的影响以及各参数间的相互作用对分离效率的影响，结合双场耦合数值模拟结果，利用软件Desing-Expert进行分析，得到双场耦合脱水装置的最佳参数组合。本专利技术可实现双场耦合脱水装置结构参数或操作参数的组合优化，能够为耦合脱水装置的参数匹配问题提供合理的解决方案，同时为后续耦合装置的优化设计、操作参数的匹配提供参考或指导。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为双场耦合装置结构模型示意图。图2为双场耦合脱水装置参数优化方法流程图。图3为不同小锥角条件下耦合脱水装置的分离效率示意图。图4为不同大锥角条件下耦合脱水装置的分离效率示意图。图5为不同公称直径条件下耦合脱水装置的分离效率示意图。图6为大锥角与小锥角间的交互作用对脱水率的影响。图7为小锥角与公称直径间的交互作用对脱油率的影响。图中：1为溢流管、2为入口、3为直管段、4为大锥段、5为小锥段、6为底流管。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示，本实施例提供的双场耦合脱水装置，包括溢流管、入口、直管段、大锥段、小锥段和底流管；所述直管段上设置溢流管和入口，所述入口设置于直管段外壁上，所述入口与直管段的管壁相切设置，以适于液流按照一定的速度进入直管段，能在沿直管段内壁旋转流动；所述溢流管沿直管段的轴向设置；所述溢流管位于直管段内部的外壁与直管段内壁之间设置为高压电场；所述直管段的另一侧与大锥段连接，所述大椎段另一侧与小锥段连接，所述小锥段的另一侧与底流管连接。所述溢流管外壁设置有高压电源的正极，所述直管段内壁设置有高压电源的负极，以适于在溢流管外壁和直管段内壁之间区域内形成高压电场。所述直管段上至少对称旋转设置两个入口。所述直管段、大锥段、小锥段、底流管之间采用焊接方式相连接为一个整体，所述溢流管和直管段之间采用螺栓连接。所述大锥段和所述小锥段连接处的公称直径D为20mm～22mm；所述大锥段的大锥角β为20°～22°；所述小锥段的小锥角α为5°～6°。本实施例提供的双场耦合脱水装置通过利用具有一定速度的液流进入直管段，流液就沿直管段内壁旋转流动，从而形成旋液，该装置可以倾斜一定角度放置。实施例2如图2所示，本实施例提供的双场耦合脱水装置参数优化方法，本实施例采用的同时考虑单一参数对分离效率的影响以及各参数间的相互作用对分离效率的影响，结合双场耦合数值模拟结果，利用软件Desing-Expert进行分析，得到双场耦合脱水装置的最佳参数组合，具体步骤如下：确定待优化参数；按照待优化参数逐个对双场耦合脱水装置进行模拟；对某一个种设置条件下的装置进行模拟；根据模拟结果确定各待优化参数的最佳取值范围；通过研究单个参数的变化对耦合脱水装置分离效率的影响确定各参数的最佳取值范围；确定各待优化参数的优化参数组合；根据参数及其取值范围确定不同的参数组合；按照优化参数组合逐个对双场耦合脱水装置进行模拟；以不同的参数组合为双场耦合数值模拟计算的设置条件，通过仿真计算得到装置的分离效率；获取不同优化参数组合下双场耦合脱水装置的分离效率；建立各优化参数组合与分离效率之间的函数关系；在此基础上，以待优化参数为输入因子、分离效率为输出因子，使用件Desing-Expert建立输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双场耦合脱水装置，其特征在于：包括溢流管、入口、直管段、大锥段、小锥段和底流管；所述直管段上设置溢流管和入口，所述入口设置于直管段外壁上，所述入口与直管段的管壁相切设置，以适于液流按照一定的速度进入直管段，能在沿直管段内壁旋转流动；所述溢流管沿直管段的轴向设置；所述溢流管位于直管段内部的外壁与直管段内壁之间设置为高压电场；所述直管段的另一侧与大锥段连接，所述大椎段另一侧与小锥段连接，所述小锥段的另一侧与底流管连接。

【技术特征摘要】
1.一种双场耦合脱水装置，其特征在于：包括溢流管、入口、直管段、大锥段、小锥段和底流管；所述直管段上设置溢流管和入口，所述入口设置于直管段外壁上，所述入口与直管段的管壁相切设置，以适于液流按照一定的速度进入直管段，能在沿直管段内壁旋转流动；所述溢流管沿直管段的轴向设置；所述溢流管位于直管段内部的外壁与直管段内壁之间设置为高压电场；所述直管段的另一侧与大锥段连接，所述大椎段另一侧与小锥段连接，所述小锥段的另一侧与底流管连接。2.如权利要求1所述的双场耦合脱水装置，其特征在于：所述溢流管外壁设置有高压电源的正极，所述直管段内壁设置有高压电源的负极，以适于在溢流管外壁和直管段内壁之间区域内形成高压电场。3.如权利要求1所述的双场耦合脱水装置，其特征在于：所述直管段上至少对称旋转设置两个入口。4.如权利要求1所述的双场耦合脱水装置，其特征在于：所述直管段、大锥段、小锥段、底流管相互之间采用焊接方式相连接为一个整体，所述溢流管和直管段之间采用螺栓连接。5.如权利要求1所述的双场耦合脱水装置，其特征在于：所述大锥段和所述小锥段连接处的公称直径D为20mm～22mm；所述大锥段的大锥角β为20°～22°；所述小锥段的小锥角α为5°～6°。6.一种双场耦合脱水装置参数优化方法，其特征在于：包括以下步骤：确定待优化参数；按照待优化参数逐个对双场耦合脱水装置进行模拟；根据模拟结果确定各待优化参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚海峰，余保，张贤明，彭烨，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50