[发明专利]一种双场耦合脱水装置及参数优化方法

权利要求书

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；

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22°；所述小锥段的小锥角α为5°～6°；

所述脱水装置的参数是按照以下步骤进行优化得到的：

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；

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；E_dw为脱水率，％；E_do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。

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。

5.一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；

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；

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；

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°；

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；E_dw为脱水率，％；E_do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。