气浮技术中油滴与气泡相互作用数值模拟分析

"气浮过程中油滴与气泡相互作用的数值模拟研究，张金亚，朱宏武等人，中国石油大学（北京），基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助课题，摘要介绍了对气体浮选法中液滴受力、气泡上升速度以及油滴与气泡相互作用的模拟研究，探讨了表面张力、粘度比和密度比对气泡形状和上升速度的影响，并研究了热力学扩散系数在油滴粘附中的作用。" 在水处理技术中，气体浮选法是一种非常重要的含油废水净化手段。该技术依赖于气泡与油滴的相互作用，使得油滴能够被带到水面，从而实现油水分离。在这一过程中，气泡和油滴的相互作用机理是关键，它直接影响到净化效率。 张金亚、朱宏武等学者通过数值模拟方法深入研究了这一现象。他们首先分析了分散相液滴在水中的受力状态，这些力包括重力、浮力、表面张力和粘性阻力。其中，液滴的上升速度会受到这些力的影响，特别是粘度比和密度比。他们的研究表明，气泡的形状主要由表面张力决定，而保持其形状的能力几乎不受粘度比和密度比变化的影响。相反，气泡的上升速度则显著受到这两个参数的影响，粘度比增大导致上升速度减缓，而密度比增大则会加速上升。 在气浮过程中，油滴与气泡的相互作用是另一个核心问题。通过fluent软件结合VOF（Volume of Fluid）模型，研究人员模拟了这一过程。他们发现，油滴能否在气泡表面稳定扩散并形成粘附关系，取决于热力学扩散系数。只有当扩散系数为正值时，油滴才会在气泡表面扩散，形成粘附，进而被气泡携带上升。此外，油滴与气泡粒径的差异也对粘附稳定性有显著影响，粒径相差过大将难以形成稳定的粘附状态。 这项研究对于优化气体浮选法的设计和提升油水分离效率具有重要意义。通过更深入理解气泡与油滴之间的动态行为，可以指导工艺改进，比如调整气泡尺寸、控制流体性质，以提高油水分离的效率和速度，从而更好地服务于环保和能源产业。关键词包括化工过程机械、含油废水处理、油水分离器、气浮技术、热力学扩散系数和表面张力，这些关键词反映了研究的核心内容和应用领域。