[發明專利]一種確定高壓脈沖高效破乳電場參數的方法

有效

• 申請號: 201310263663.8
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103336031A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 龔海峰;彭燁
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.一種確定高壓脈沖高效破乳電場參數的方法，其特征在于：其確定步驟為，

1）首先得到最佳破乳電場參數計算曲線圖

在脈沖電場作用下，乳化油液滴發生伸縮變形振動，設初始半徑為R；以單液滴右半球為研究對象，在液滴變形振動某瞬時，它近似為半橢圓體，液滴長、短半軸長分別為a、b，以幾何中心為坐標原點，建立笛卡兒坐標系，此時，變形振動液滴受到慣性力為F_i、油液阻力為F_r、界面回復力為F_h和電場激勵力為F_e，則液滴振動動力學模型一般式可表示為

F_i+F_r+F_h=F_e???（1）

通過分析計算變形振動液滴的瞬時受力，其振動動力學方程可表示為

其中，液滴振動振幅χ=△/R，液滴長半軸伸長量△=a-R，有a=(χ+1)R；f(χ)和e(χ)為各受力項的非線性函數項；A、B、G為常數，分別為q(t)代表電場函數項；

由于油中液滴拉伸比λ（λ=a/b）不會隨著電場強度的增加而無限增大，λ存在限值，即λ≤1.9，當λ=1.9時，液滴參激共振時破乳效果最佳，但是共振振幅也不能超出上限值；因此，將λ≤1.9作為液滴參激共振穩定變形的一個重要控制條件，由此，當電場頻率為液滴參激共振頻率，且液滴拉伸比為1.9時，乳化液滴破乳效果最佳且能耗最小；因此可通過諧波平衡法解得式（2）的最佳振動頻率及其振幅，得最佳破乳電場參數計算曲線圖；

2）最佳破乳電場參數確定方法

2.1）根據具體的系統參數：油液粘度μ，油液-液滴界面張應力γ，液滴密度ρ，液滴平均半徑R，代入得出具體的t值；在最佳破乳電場參數計算曲線圖中，根據t值，作坐標橫軸的平行線，平行線交于λ=1.9的液滴振幅曲線，根據交點可得出最佳結聚頻率的值，其中由此可以計算出電場頻率；若交點位于曲線的上方，表示此系統中液滴無“共振”頻率，不存在最佳結聚頻率，此時破乳電場頻率越低，破乳效果越好；

2.2）根據交點向坐標橫軸作垂線，垂線于橫軸也存在一交點，并對應一個m值，已知參數：油液-液滴界面張應力γ，液滴平均半徑R，真空介電常數ε₀，油液介電常數ε₂；把上述參數代入計算出外加電場強度E，根據電極的幾何參數，可得出最佳結聚電源電壓。