高压电场对于润滑油净化脱水有何影响

　　下面文章通过高压高频脉冲电脱水单因素实验，探究了高压脉冲电场参数(电压、频率)对废润滑油净化脱水的影响规律。从而发现随着电场参数的递增，净化效果均先增大后减小，且存在一个最优电场参数值;电场频率与电压幅值的影响对象不同，电场频率会更大程度的影响净化效率，电压幅值会更多得影响净化效果，在实际的工程应用中对净化效率有较高要求时，选择优先调节电场频率，而对净化效果有较高要求时，可以选择优先调节电压幅值。

　　关键词：高压脉冲电场,电脱水,净化效果

　　1实验装置与方法

　　实验平台主要包括：自行研发的高压脉冲电源、新型静电聚结器室内快速评价装置、GHP80离心真空复合式净油机以及散热装置构成。实验中利用普源DS1202CA数字示波器附加高压探头实现实时观测波形并记录频率和电压值。测试实验介质为50L46号油+500ml水。

　　测试过程为每运行20分钟停机10分钟，记录油温并放水记录此阶段除水量，运行期间记录加在极板间最高电压值与DC-AC转换基板由可调直流稳压电源输入电流值。当观察到油达到高温透亮时实验结束，记录运行总时间与总除水量。

　　2实验结果分析

　　2.1脉冲频率的影响

　　在电压幅值1700V左右，占空比50%以及室温27℃-29℃条件下，在上述实验装置与方法下的5组不同频率试验中，频率为500HZ时的透亮时间最长除水量也最少，这是因为电场频率较小水滴的极化程度较差，极化作用力同时也比较低，所以破乳效果不明显。在频率1000HZ和1500HZ时，透亮时间明显缩短且除水量增大。这是因为随着频率的增加，同乳状液中水颗粒的固有振荡频率相等或接近时，就会发生共振现象。

　　此时，水颗粒的振动幅度最大，其外表面的油水薄膜易被机械破坏，并与相邻的水颗粒发生合并，容易破乳聚结。最优脉冲电场频率可以通过线性振动理论得知：当频率继续升高至2000HZ和2500HZ时，透亮时间和除水量均有所下降，主要因为电场转换过快，水滴的振荡效应受到抑制，使得破乳脱水的难度增大。

　　2.2电场强度的影响

　　实验在最优电场频率1500HZ，电压幅值2500V-3100V左右，占空比为50%以及室温27-29℃条件下调整电压强度以得出在电压变化下的润滑油净化实验的透亮时间和除水量，可以发现随着电压的升高，除水量有一个总体的升高。对比实验1中频率1500HZ时的透亮时间发现，相同频率下，随着电压的升高净化效果越来越好。

　　两水滴间的静电引力与所处场强的平方成正比。因此电压升高会增加液滴间的偶极聚结力。但是当电场强度增大到一定程度时，原油乳状液中的水颗粒在电场的作用下逐渐被拉伸，使水颗粒变细变长，最后变成两个更小的水颗粒，发生电分散现象。

　　可知3100V并不是对所配置的乳状液净化的最优电场强度，但由于实验条件所限，自行研发的高压脉冲电源达不到更高电压，但应当进行3100V以上的电压的更多组实验。

　　2.3除水量与透亮时间

　　在进行的多组实验中可以发现透亮时间短与除水量多并不是同时发生的，由实验中获取的数据可得，电场频率和电压对透亮时间和除水量的影响如下：电场频率对透亮时间的方差较大，而电压幅值对除水量的方差较大。这意味着我们在实际工程中如果要追求净化效率，应当选择优先调节电场频率。而如果追求净化效果时，应当选择优先调节电压幅值。

　　3结语

　　(1)高压脉冲电场对净化效果的提高非常明显，且电压未达到临界值的情况下，破乳效果随着电压幅值的增大而提高。

　　(2)频率对净化脱水效果的影响规律是随着频率的增大而先增大后减小且验证存在频率最优值，符合理论分析。

　　(3)电场频率与电压幅值的影响对象不同。电场频率会更大的影响净化效率，而电压幅值会更多的影响净化效果。

　　参考文献：

　　[1]张驰.高压电场在润滑油净化中的应用研究[D].威海:山东大学，2017.

　　[2]戴钧梁.废润滑油再生[M].北京:中国石化出版社，1999.

　　[3]常汝楫.航空油料脱水[M].北京:空军油料研究所，1986.

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