工业油罐喷射清洗、底泥生成机理及其资源化研究

【摘要】： 本文针对工业油罐底泥脉冲喷射清洗、油泥生成机理及资源化综合处理进行研究。首次提出利用自激脉冲射流的聚能效果进行油罐底泥清洗，通过建立非定常液汽两相流空化模型，对自激喷嘴内部流场进行数值模拟，揭示了自激振荡腔的脉冲发生机理，进而建立自激脉冲喷嘴数值优化理论，并通过自激喷嘴优化模型试验加以验证。针对油罐油泥沉降、分离及资源化综合利用等工程问题，进行了相关理论和技术的试验研究，建立了油泥沉降模型，通过试验总结出油泥分离及资源化综合利用的成套技术。 论文从工业应用背景出发，对油罐自动清洗技术及油泥分离技术的发展现状，以及国内外相关研究理论尤其是射流清洗理论进行了综述。第二章建立了定常空化射流数值模拟理论，主要讨论了利用双流体模型进行定常空化模拟的控制方程、方程离散、坐标变换、液汽两相流SIMPLE解法等，特别讨论了利用汽体密度分数进行相间压力分摊的必要性。第三章针对所提出的低压大流量自激脉冲清洗方式及自激脉冲喷嘴，建立了非定常二维空化数值模拟理论，对原空化模型进行了改进，通过对空化发生后腔内压力、速度及体积分数场的分区，揭示了自激脉冲射流发生机理。第四章讨论空化发生前，喷嘴结构参数及运行参数对激振效果的影响，提出自激喷嘴的数值优化理论。第五章通过试验对自激喷嘴优化模型加以验证。第六章进行油泥沉降试验研究，建立油泥沉降模型，揭示了油泥形成的层积机理。第七章深入探讨了油泥减量化的层次、内涵及其数学模型。确立了以“罐内油泥减量化、清罐油泥燃料化及焦化处理技术”为主的资源化发展方向。第八章总结了全文研究成果，并提出了进一步研究方向。