| 则：
(1)计算中部转动点受力 =（ × ）/ ； （2-1）
(2)计算收油口处平衡浮子浮力
=（ × ）/ － （2-2）
 =(-)×/ （2-3）
此浮力计算按油水混密度计算，即= gv （2-4）
式中，v为平衡浮子体积（ ）； 为混合液体密度（㎏/m3）；g为重力加速度（N/㎏）；
图2.2设备结构简图
图2.3下输油臂AB杆件受力图 图2.4上浮动臂受力图
(3) 计算主浮子浮力 保证：＞（+ ） （2-5）
(4) 计算伴热盘传热面积 及热流体流速 ：
(4.1)根据传热公式： = · · ， = - （2-6）
式中，为传热系数， /（ · ）；为伴热盘任意截面上热流体的平均温度（ ）； 为凝固油层的温度（）;
(4.2)根据公式： = · · ，= - （2-7）
式中， 为将油品溶化所需的能量； 为油品的比热容， /（kg·℃）；为油品液态时的温度；
(4.3)根据公式 =·（ — ）· ； （2-8）
式中，为热流体质量流量（kg·h）； 为热流体的比热容， /（kg· ）；为热流体流动能量（ ）；
(4.4)如果流速一定，可调节伴热盘面积进行凝固油溶化，则计
算伴热盘面积 ：
根据能量守恒定律得： =  ，即C· · = · ·
 =- ， = - ， 、 、 、 、 为已知参数。
则传热面积为：
 （2-9）
(4.5)如果伴热盘面积 一定，可根据调节热流体流量进行凝固油溶化，计算流量：
根据能量守恒定律得： = ，C· · = ·（- ）· ，则：
 （2-10）
2.3 自动出油排水装置工艺原理
根据液体阿基米德浮力原理，当罐内充有油水混合液体时，整体装置受浮子的浮力作用，绕回转接头作上下运动。并且收油口始终浸在油层中收取表面浮油，通过回转接头、输油管、出油管排出罐外。其工艺原理如图2.5所示：
（1）当罐内充有混合液体时，整体装置受主浮子的浮力而浮起，此时油水处于混合状态，平衡浮子及收油口处于表面处。如图2.5（a）所示。此时不排油。
（2）当污水进罐后，由于油水密度的不同，重力沉降使油水初步分离，油水分离后油品处于上层，形成浮油，此时收油口正好处于油水界位上端且浸没在油层中，且可收取表面浮油。收油装置所处的位置如图2.5(b)所示。如有老化油形成，可由本装置对其加热，将凝固油层溶化成液态再次收取。
（3）当上层油品被收净后，由于自动出油排水装置所受浮力作用而使收油口又露出液面，此时停止排油。收油装置所处的位置如图2.5(c)所示。
（a） （b）
（c）
图2.5自动出油排水装置工艺原理
（4）如果储罐内污油量大，罐内上层易形成老化油，这时对油品的收取存在很大的影响，特别是在气温低季节或寒冷地区，罐内的温度较低时，罐内会形成较大量的老化油，无法排出，老化油的厚度会随着温度的降低而逐渐增大，当老化油达到一定厚度时，会将固定收油槽堵死，使其储罐无法正常使用。此时启用伴热系统，热能通过热源管、伴热盘、进热口与出热口的循环供热，将老化油溶解成液态后收油。
2.4模型展示
根据以上原理，以汽油和水的混合液体代替工业混合液体，有机玻璃罐体替代储液罐体，由已知数据计算出模型尺寸，并制作和安装模型，模拟自动出油排水装置在工业中收油过程，观察收油过程并记录收油结果，验证自动出油排水装置的特有优点和高效收油效率。实验模型的收油过程如图2.6所示，模型动态收油记录过程：模型演示.mpg
  
（a）注入混合液前 （b）注入混合液后 （c）油水分层
 
（d）收油过程 （e）收油结束
图2.6实验模型收油演示
通过实验得出：自动出油排水装置收油效率高达99.6%以上，收油过程不受也为限制，当罐内液体液位发生变化时，整体装置受浮子的浮力作用下而绕回转接头做上下运动。并且收油口始终浸在分离后的油层中，收取表面浮油。装置无卡死现象，有油即排等特有优点。
2.5动态模拟仿真
为了更加清晰阐释自动出油排水装置的收油原理和收油过程，特采用Autolisp语言对自动出油排水装置的自动出油排水过程进行了动态模拟仿真。动态模拟仿真记录过程：模拟仿真.mpg
3.原有收油工艺流程与新收油工艺流程对比分析
3.1 原有收油工艺流程
原有沉降储罐大部分都是采用固定收油槽收取表面浮油，因此在油品分离沉降后，只有当罐内液位达到收油槽的高度以上才能将油排出。往往会由于水位高于收油槽的高度，从而排出的油品带有一定的水分，因此还需下级沉降处理；而当液位过低时又会有一部分油品排不出，所以给油品的输送及急需都带来了不便。由此还需多级沉降处理，才能分离出合格的油品[5,6,7]。其污水处理收油工艺流程示意图如图3.1所示:原油收油工艺流程 油品→沉降罐（多级沉降）→油品（合格）
图3.1固定收油槽污水处理收油工艺流程示意图
3.2自动出油排水工艺流程
自动出油排水装置工艺流程：该装置安装于储罐内部，当罐内液体液位发生变化时，整体装置受主浮子的浮力作用下而绕回转接头做上下运动，并且收油口始终浸在分离后的油层中。收取表面浮油通过回转接头、输油管、出油管排出罐外。 2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |
