王貞濤, 朱忠輝, 夏 磊, 鄭 俊, 王曉英, 李 睿

(1. 江蘇大學 能源與動力工程學院, 江蘇 鎮(zhèn)江 212013; 2. 潔華控股股份有限公司 博士后科研工作站, 浙江 海寧 314419)

當分散相多液滴懸浮于另一種不相溶的黏性液體并處于靜電場中時,由于兩相流體間界面特性與電特性的不同,在界面處會產(chǎn)生切向力和法向力,液滴在這種力的作用下發(fā)生變形或誘導表面不穩(wěn)定現(xiàn)象從而導致聚并的產(chǎn)生[1-2].這種分散相液滴在另一種液體中的聚并行為是原油乳化液破乳脫水工藝中關鍵技術環(huán)節(jié).電破乳的基本原理是通過給乳化液施加外加電場,使分散相液滴極化變形、相互碰撞,使小液滴聚合為大液滴并在重力作用下脫離出來,最終實現(xiàn)油水兩相分離.電破乳法以高效、無污染等優(yōu)點廣泛應用于原油的生產(chǎn)中.因此,探討分散相液滴在電場中的聚并行為對于研究電破乳機理、提高電破乳效率具有重要意義.

國內(nèi)外不少科研工作者對電場作用下分散相液滴在另外不相溶液體中的運動行為進行了大量的研究,并取得了一定的進展.G. TAYLOR[2]首先提出了漏電介質(zhì)模型,并準確預測了均勻電場作用下分散相液滴在連續(xù)相中的微小變形,但當分散相液滴產(chǎn)生較大變形時,預測結果與試驗測量值存在較大的偏差.文獻[3]通過采用有限元方法,詳細研究了均勻電場中流體黏性對分散相液滴變形規(guī)律的影響.文獻[4]采用高壓直流產(chǎn)生的電場,討論了不同物性分散相液滴在油相中的變形特性與破碎現(xiàn)象.文獻[5]采用小型靜態(tài)直流電脫水裝置,對含水率、含鐵率和溫度等因素進行了試驗研究,發(fā)現(xiàn)原油含水量過高造成電極板短路,發(fā)生垮電場,而降低含鐵率提高溫度可降低脫水能耗.文獻[6]運用level set與VOF(volume of fluid)耦合的方法,數(shù)值計算分析了電場作用下導電液滴的變形行為.文獻[7]采用前緣追蹤/有限體積法數(shù)值分析了在電場作用下漏電介質(zhì)、絕緣體及完美導體等3種不同電特性分散相液滴的變形與運動.文獻[8]試驗研究了電場強度、界面張力和液滴粒徑對液滴變形度的影響,探討了影響液滴變形行為的主要因素及其對電脫水工藝的影響.文獻[9]采用VOF方法分析了均勻與非均勻電場作用下分散相液滴的變形與力學行為,研究表明分散相液滴與周圍連續(xù)相介質(zhì)之間物理屬性的差異導致了液滴表面電荷的再分配,進而影響液滴的不同變形狀態(tài),并分別探討了中性漏電介質(zhì)及存在凈電荷的液滴的運動與變形情況.文獻[10]試驗研究了電場強度對原油乳化液破乳脫水的影響,發(fā)現(xiàn)當外施加電場強度小于臨界電場強度時,隨著外施加電場強度的增加,脫水率呈上升趨勢,但當外施加電場強度超過水滴破裂臨界電場強度時,脫水率隨電場強度的增加而下降.文獻[11]采用多物理場耦合軟件研究了電場強度、液滴粒徑和界面張力對液滴變形的影響,并分析了液滴的2種破裂方式.文獻[1]采用VOF模型研究了靜電場分散相液滴的內(nèi)部流動與霧滴的變形情況,詳細表述了靜電場對液滴界面速度場與內(nèi)部流場的影響.顯然,電場作用下液滴的變形與聚并過程及其在原油脫水的應用已經(jīng)取得了不少的進展,但液滴粒徑、液滴間距以及液滴相對位置等對液滴聚并的影響研究尚處于起步階段,還需要進一步探討和分析.

筆者采用基于VOF追蹤界面的方法,通過靜電電場和流場的耦合作用,利用漏電介質(zhì)模型計算不同操作參數(shù)下懸浮在另一種不相溶黏性液體中的分散相2個液滴的聚并行為,給出不同操作參數(shù)下液滴的聚并過程,詳細探討液滴聚并與電場強度、液滴粒徑、液滴間距以及液滴間相對角度的關系,并將計算結果與試驗結果進行對比.

1 數(shù)學模型

1.1 基本假設

假定初始狀態(tài)時,分散相液滴處于另一種不相溶的黏性液體中,外加靜電電場為均勻電場.為了建立合適的數(shù)學模型,對研究對象作假設:分散相液滴與連續(xù)相液體均為均質(zhì)不可壓縮黏性牛頓流體;分散相與連續(xù)相液體在運動中保持物性參數(shù)不發(fā)生改變;分散相液滴與連續(xù)相液體密度相近,在計算過程中可以忽略重力的影響;分散相液滴與連續(xù)相液體的運動狀態(tài)均為層流;分散相液滴的尺度為毫米級.

1.2 兩相流動的控制方程

該模型是基于VOF建立的,故采用體積分數(shù)法來追蹤分散相與連續(xù)相的界面.

分散相與連續(xù)相的體積分數(shù)方程為

(1)

式中:u為速度;α為體積分數(shù).

分散相與連續(xù)相的動量方程為

(2)

式中:ρ為密度;p為壓強;τ為剪切應力張量;Fe為源相;Fs為表面張力源相.

剪切應力張量為

τ=μ[u+(u)T].

(3)

由麥克斯韋應力公式可知,源相Fe為

(4)

式中:E為場強;ε0為真空介電常數(shù),ε0=8.854×10-12;εr為相對介電常數(shù);qv為液體電荷密度;第1項為極化應力,第2項為電場作用于電荷產(chǎn)生的庫侖力,第3項是由于物性的變化產(chǎn)生的電約束力,文中假設流體為不可壓縮流體,所以第3項被忽略.

1.3 靜電場的控制方程

在電動流體力學中,由于液體流動速度很小,磁場效應忽略不計.對于弱電導率的電介質(zhì)流體電荷的弛豫時間遠小于流體運動的時間尺度,并且電荷在界面處不斷積累且不受流體運動的影響,故流體中的電荷密度能夠在短時間內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)[1-2].

電荷守恒方程為

(5)

式中σ為電導率.

根據(jù)漏電介質(zhì)理論的假設[2],式(5)可簡化為

(6)

電場強度與電勢的關系為

E=-V,

(7)

式中V為電勢.

1.4 物理模型與邊界條件

圖1 計算的物理模型

液滴密度/(kg·m-3)黏度/(Pa·s)相對介電常數(shù)電導率/(s·m-1)表面張力/(N·m-1)真空介電常數(shù)玉米油(離散相)9140．04213．241．06×10-11硅油(連續(xù)相)9410．01672．662．67×10-121．45×10-38．854×10-12

2 液滴的變形與聚并原理

2.1 單液滴的變形與拉伸

處于兩平行平板電極電場中分散相液滴,在電場作用下產(chǎn)生極化,在電場力作用下分散相液滴表面不同位置會堆積與電極板極性相反的電荷.液滴表面堆積電荷受到平板電極的吸引作用,在液滴兩端產(chǎn)生的作用力是一對大小相等方向相反的力,液滴沿著電場強度的方向產(chǎn)生拉伸變形,其原理如圖2所示.液滴受到的合力為0,其位置并不會發(fā)生任何變化.液滴的極化強度由偶極子轉(zhuǎn)向極化程度決定,僅與施加電場強度有關,所以液滴的表面極化電荷不受液滴形變量的影響.分散相液滴在電場力作用下拉伸變形,隨著電場強度的增加,液滴拉伸程度增加,液滴會產(chǎn)生分裂的趨勢.液滴在拉伸時會受到表面張力與流體阻力的阻礙作用,表面張力維護液滴穩(wěn)定狀態(tài),黏性會產(chǎn)生流動阻力,因此表面張力與黏性阻力與電場力作用相反.圖3為不同電場強度下分散相液滴的拉伸變形(λ=la/lb,la為橢圓長軸,lb為短軸)的計算值,可以明顯看出隨著電場強度的增大,液滴沿著電場強度方向被拉長.

圖2 單個液滴的拉伸受力示意圖

圖3 電場強度與變形率的關系

當電場力與表面張力達到平衡時,液滴開始產(chǎn)生破裂的趨勢.將沿液滴長軸方向的表面張力等效為在此方向的最大圓周截面積上的力,可得出液滴破裂的臨界條件為

|E|Q=2πl(wèi)bγ,

(8)

式中:γ為表面張力;Q為極化電荷量.

由式(8)可得電場強度為

(9)

2.2 液滴的聚并原理與過程

為了確保液滴聚并時會不受到單液滴破裂的影響,電場強度應該維持某一特性值之下,同時也能保證2個分散相液滴相鄰的外表面之間形成的電偶極子在電場力作用下產(chǎn)生相互吸引直至發(fā)生接觸.當液滴發(fā)生接觸時液滴兩端不同性質(zhì)的電荷發(fā)生中和作用,此為聚并的第I階段,如圖4a所示.當2個分散相液滴接觸后,在2個液滴接觸的界面在表面張力作用逐漸恢復球形,此為聚并的第II階段,如圖4b所示.在第II階段過程中,分散相液滴作為整體受到電場的極化作用,大液滴兩端會重新形成不同極性的電荷,大液滴會受到電場拉伸力的作用,但此時大液滴中間區(qū)域表面張力大于此時所受的拉伸力作用,因此液滴最終出現(xiàn)聚并融合,而不是被持續(xù)拉伸.因此,2個分散相液滴聚并的過程中,必須保證外加均勻電場小于某個臨界場強,以保證界面張力大于外部電場的拉伸作用,液滴順利發(fā)生聚合.

根據(jù)所受驅(qū)動力的不同,分散相液滴的聚并過程分為接觸前排液和接觸過程.分散相液滴在外電場作用下聚并的過程如圖5所示(箭頭表示流體的流動方向,圖5a-d表示不同時刻的聚并圖像).

分散相液滴在接觸前排液過程中,液滴在中心部位的電場力最大,液滴在電場力的驅(qū)動下,克服流動阻力和界面張力,驅(qū)動液滴彼此靠近.從圖5a,b中可以看出:分散相液滴在電場力作用下,連續(xù)相流體從兩極(垂直方向的最高點與最低點)流向赤道(圓的左右最遠端),并沿軸向從液滴中心流向液滴左右兩側,從而引起液滴的變形;在2個分散相液滴靠近過程中,液滴間的連續(xù)相流體從中間流向外側,推動了2個液滴的聚結速度,完成了液滴間的排液.隨著分散相液滴的靠近到接觸,液滴的接觸部位的電位小于兩側電位,電場力開始對液滴的聚結起阻礙作用.所以在液滴接觸過程中,在界面張力的驅(qū)動下,液滴克服電場力和流動阻力,來完成液滴間的聚并.圖5c,d為液滴的接觸過程的流場分布圖,流體沿著從計算域的兩極朝向赤道運動,然后流線由軸向從液滴最外側流向中間,推動液滴間的聚并;與此同時,2個液滴中間外側的連續(xù)相流體從中部流向外側,完成排液過程,最終聚并為一個大液滴.

3 結果與討論

3.1 電場強度對液滴聚并的影響

為了驗證電場強度對分散相液滴聚并產(chǎn)生的影響,采用不同電場強度對同一組分散相液滴的聚并過程進行數(shù)值計算.將分散相液滴和另一種不相溶的電介質(zhì)流體置于矩形空間內(nèi)研究其聚并過程.該矩形空間尺寸為100.0 mm×100.0 mm,在兩平行板電極間形成電場強度E分別為200,500,1 000,2 000 V·cm-1的均勻電場;半徑為R1=R2=5 mm的2個分散相球形液滴懸于兩極板間.為了避免液滴粒徑對液滴聚并的影響,選用2個分散相液滴最近的外表面進行定義,分散相液滴最近外表面相距S=1.0 mm.不同場強作用下分散相液滴在不同時刻的聚并狀態(tài)如圖6所示.

圖6 不同電場強度下分散相液滴的聚并狀態(tài)

從圖6可以看出:電場強度對分散相液滴的聚并效果產(chǎn)生了顯著的影響,分散相液滴聚并過程與電場強度的大小緊密相關,隨著平行平板間電場強度的增大,液滴的變形速度加快,分散性液滴變形量增加,2個分散相液滴變形接觸進而形成一個大液滴的時間變短,在外加均勻電場小于某值時,液滴在界面張力的作用下可逐漸形成一個具有一定變形率的大液滴.顯然此大液滴的變形率與外加均勻電場的強度緊密相關.這說明隨著電場強度的增加,分散相液滴聚并效率有所增加.液滴的聚并是由于分散相液滴受到電場力的極化作用,在液滴兩端產(chǎn)生的極化電荷,液滴在電場力作用下拉長,同時在液滴間電荷吸引力的作用下逐漸靠近,進而形成一個大液滴.在不同電場強度下,液滴變形率和液滴間的驅(qū)動力不同,因此聚并的速度不同.隨著電場強度的增加,極化電荷分布密度越大,液滴變形率和液滴間的驅(qū)動力變大,液滴的聚并速度加快.當電場達到2 000 V·cm-1時,拉長后分散相液滴先在電場力的驅(qū)動下產(chǎn)生聚并,形成一個細長的大液滴;此時界面張力不能抵消細長大液滴兩端產(chǎn)生的拉伸力,因此聚并產(chǎn)生的細長大液滴將發(fā)生破碎,從而導致聚并失敗.當電場強度繼續(xù)增大時,單個分散相液滴將顯著被拉長,液滴之間的引力也未將液滴吸引在一起,單個分散相液滴未形成聚并即發(fā)生破裂現(xiàn)象.這是因為在電場作用下,電場克服分散相液滴周圍的液體阻力,使得分散相液滴變形,并且電場力越大引起的液滴形變量就越大.當電場力引起的拉伸變形大于界面張力和流動阻力時,液滴發(fā)生破碎,最終液滴無法完成聚并.因此電場強度對聚并的影響存在一個聚并的臨界極值,當大于此值時,分散相液滴無法完成聚并.

圖6中采用VOF模擬計算的液滴聚并趨勢的結果與其他研究者試驗結果基本一致[8，11].隨著電場強度的增加,液滴變形率不斷增加,促使聚并的效率不斷提高.但是存在一個聚并的臨界場強,在超過臨界場強的情況下液滴之間的斥力占主導地位,不利于聚并的完成.研究表明只有適當?shù)碾妶鰪姸炔拍芊浅Ｓ行У卮龠M液滴的碰撞聚合.電場促進分散相液滴聚合的效果與電場強度有關,在臨界場強以下,液滴相互吸引,碰撞后聚合;超過臨界場強,液滴先是相互吸引直至接觸,接觸瞬間并沒有聚合發(fā)生,而是迅速彈開,且速度明顯大于液滴相互接近的速度,受到較大的反力作用.

3.2 液滴表面間距對聚并的影響

將分散相液滴和另一種不相溶的電介質(zhì)流體置于矩形空間內(nèi),尺寸為100.0 mm×100.0 mm,在兩平行板電極間形成的電場強度選定為E=500 V·cm-1,分散相液滴半徑R1=R2=5 mm.為了更好地比較分析液滴表面間距S對分散相液滴聚并的影響,選用4組不同液滴表面間距進行對比分析,S分別為0.1, 0.4, 1.0, 2.0 mm.不同液滴間距下分散相液滴在不同時刻的聚并狀態(tài)如圖7所示.

圖7 不同液滴表面間距下的聚并狀態(tài)

從圖7可以看出:在平行平板間施加均勻電場后,分散相液滴兩側受到極化作用產(chǎn)生感應電荷,液滴之間產(chǎn)生相互吸引的作用力.分散相液滴表面間距越大,液滴間的偶極引力越小.在液滴接觸前過程中,分散相液滴在電場力的驅(qū)動下不斷靠近.在t=0.1 s時,隨著S的不斷增大液滴聚并速率也在不斷降低,分散相液滴完成聚并所需時間也就越長.這是因為在相同電場強度下,隨著分散相液滴間距的增大,分散相液滴間的偶極引力越微弱,液滴受到的引力越小,液滴的變形速率也就減小,在相同時間點,液滴越不容易發(fā)生接觸.顯然,表面間距小的液滴最先完成接觸和聚并,如圖7中t=0.5 s所示,可見表面間距小的液滴聚并效率最高.另一方面,電場作用下漏電液滴表面由于累積電荷產(chǎn)生切應力促使界面產(chǎn)生運動,界面運動帶動周圍流體運動,同時液滴內(nèi)部形成循環(huán)流動.當液滴接觸時液滴內(nèi)部循環(huán)渦流加快了2液滴內(nèi)部流體的相互融合,促進了聚并過程.表面間距越小的液滴,其接觸越容易,內(nèi)部流動越容易形成,液滴越容易形成聚并.此外,當施加的電場強度與液滴表面張力達到一定的平衡時,分散相液滴間產(chǎn)生一定的變形但無法碰觸時,液滴之間無法完成聚并,如圖7中S=2.0 mm所示.當液滴的間距大到一定程度且電場強度達到一定的闕值時,即所施加的電場強度引起的液滴拉伸大于界面張力時,分散相液滴可以一直拉伸變形,從而使分散相液滴達到破裂值,分散相液滴無法完成聚并.

3.3 液滴粒徑比對聚并的影響

在實際的原油脫水操作工藝中,分散相液滴粒徑十分不均勻.為了探討液滴相對大小對聚并過程的影響,選擇粒徑比R1/R2分別為5/3,7/3,10/3,15/3等4組不同的分散相液滴進行計算與對比分析.所采用矩形空間仍保持不變,在兩平行板電極間形成的電場強度E選定為500 V·cm-1,2個分散相液滴表面之間的距離S為1.0 mm,采用R2=3 mm為基準,改變R1的大小實現(xiàn)不同的粒徑比.不同粒徑比下2個分散相液滴聚并過程如圖8所示.

圖8 不同粒徑比下的液滴聚并狀態(tài)

從圖8可以觀察到不同液滴粒徑比下的分散相液滴在不相溶液體中的聚并過程.當t=0.1 s時,不同粒徑比的各組聚并情況大致相同,大小粒徑均已經(jīng)開始接觸,通過圖像很難確定聚并速度的快慢.當t=0.5 s時,可以觀察到不同粒徑比的液滴聚并速度有所區(qū)別,液滴粒徑比越小,聚并進程較快.當t=1.0 s時,可以較清楚地觀察到不同粒徑比對液滴聚并效果的影響.2個分散液滴完成聚并后其形狀為橢圓形,在t=1.0 s時,液滴粒徑比R1/R2=7/3的分散相液滴已經(jīng)基本為橢圓形態(tài),表明2個分散相液滴已經(jīng)完成聚并;液滴粒徑比R1/R2=5/3的液滴形狀呈現(xiàn)出與液滴粒徑比分別為10/3,15/3的液滴形狀恰好相反,表明液滴聚并過程為一非穩(wěn)態(tài)的過程.滴粒徑比R1/R2=5/3的2個分散液滴在t=1.0 s前已經(jīng)完成聚并,然后在電場力與重力的作用下產(chǎn)生了拉伸變形;而液滴粒徑比分別為10/3,15/3的分散相液滴還未完成聚并,處于聚并過程的第Ⅱ階段,在表面張力的作用下形成橢圓形.因此,隨著分散相液滴差距的增大,液滴實現(xiàn)聚并所需的時間也就越長,2個液滴粒徑之間差距越小,液滴更容易聚并.粒徑差距愈小,臨界場強愈高,粒徑之間差距愈大,臨界場強則愈低,越不利于聚并的形成.

3.4 液滴間的相對角度對聚并的影響

其他條件不變時,采用電場強度E=1 000 V·cm-1,液滴表面間距S=2.0 mm,分散相液滴半徑R1=R2=5 mm.對不同液滴相對角度下分散相液滴的聚并過程進行了數(shù)值計算,不同時刻的聚并狀態(tài)如圖9所示.考慮分散相液滴位置的對稱性,故只考慮0°～90°的范圍.由圖9可以看出:當液滴中心線與電場方向的夾角達到一定程度,液滴在電場力的驅(qū)動下相互靠近時,液滴間聚并的效率下降.在相同的時間點內(nèi)隨著液滴間角度的增大聚并效率越低.t=0.1 s時,不同相對角度下液滴之間的距離差距很小.t=0.5 s時,θ=30°的2個液滴之間開始接觸,隨著相對角度的增加,聚并時間明顯增長.t=1.0 s時,不同角度的分散相液滴的聚并狀態(tài)明顯有很大的差異,θ=30°,45°的分散相液滴已經(jīng)開始聚并,且θ=30°的粒徑組比θ=45°的粒徑組聚并速度快;θ=60°,90°的液滴并沒有接觸相反還處于排斥狀態(tài).這是因為在電場作用下分散相液滴形成相反的感應電荷,當液滴相對角度為0°時分散相液滴之間的吸引力最大,在感應電荷與電場力的共同作用下,液滴的聚并速率最大,有利于液滴的聚并;隨著分散相液滴中心線與電場強度夾角的增大,液滴間感應電荷的斥力逐漸變大,而電場力恒定,因此合力逐漸減小,引力逐漸減小,聚并效率逐漸下降;當感應電荷的斥力大于電場力作用時,合力為負,變?yōu)槌饬r液滴間的聚并就無法完成;此外,液滴極化力除提供液滴間的引力外,還有一部分提供液滴沿電場方向取向的轉(zhuǎn)矩.隨分散相液滴中心線與電場強度夾角的增加,所需要的轉(zhuǎn)矩越大,液滴間的極化引力分量隨之減小,故液滴的靠近速率降低.因此隨著分散相液滴中心線與電場方向的夾角的增加分散相液滴聚并的速率也會降低.

圖9 不同相對位置下液滴的聚并狀態(tài)

3.5 液滴聚并過程影響因素分析

懸浮于另一種不相溶液體中的分散相液滴在電場力的作用下將沿電場力的方向呈直線排列,相鄰液滴表面由于極化電荷的相反而相互吸引.分散相液滴間受力模型如圖10所示.

將分散相液滴視為2個不同電偶極矩的偶極子,電偶極矩分別為

(10)

(11)

式中:ξ0為液體固有偶極矩;κ為Boltzmann常數(shù).

電偶極矩ξ2在ξ1處產(chǎn)生的電勢為

(12)

假設分散相液滴相對位置不變,電勢僅為間距L的函數(shù),場強為

E21=-

(13)

2個偶極子間的互能為

(14)

分散相液滴間的相互作用力為

Fw=-

(15)

將式(10),(11)代入式(15)可得

(16)

圖10 液滴間偶極-偶極受力模型

電偶極力決定了分散相液滴的聚并速度,電偶極力越大分散相液滴間的作用力越大聚并速度越快,電偶極力越小分散相液滴間的作用力越小,聚并時間越長.因此由式(16)可以得出,在2種黏性液體確定的情況下,偶極子的固有偶極矩、Boltzmann常數(shù)一定,分散相液滴之間的作用力要受到電場強度、液滴粒徑、分散相液滴間的相對角度、分散相液滴間圓心間距的影響.分散相液滴粒徑越大液滴間的電偶極力越大,液滴聚并速度越快;由式(16)得出分散相液滴間的角度與電偶極力間存在余弦關系,由余弦關系可知分散相液滴間的角度與偶極力間存在一個周期性關系(周期為90°).當液滴間相對角度為0°時,電偶極力最大,液滴間的聚并速度最快;隨著角度的增加,電偶極力減小,越不容易發(fā)生聚并;分散相液滴間的圓心距離L與電偶極力間存在反比的關系,相對距離越遠越不容易發(fā)生聚并.通過理論分析得出的結果與數(shù)值模擬結果較吻合,驗證了數(shù)值模擬結果的可靠性.

4 結 論

基于VOF界面追蹤方法建立了預測均勻電場下2個分散相液滴懸浮于另一種不相溶黏性液體的運動、變形與聚并模型,并采用Fluent平臺進行數(shù)值計算.研究表明電場強度存在一個最優(yōu)值,當電場強度小于此值時,增大電場強度可加速液滴聚并;電場強度大于這個值時,隨著電場強度增大,液滴聚結速度降低,當電場強度持續(xù)增大至某閥值時,液滴不能產(chǎn)生聚并,反而產(chǎn)生破裂現(xiàn)象.在均勻電場作用下,液滴聚并過程受到液滴粒徑比、液滴間距和液滴間相對位置的影響.在相同電場強度下,間距越大,液滴偶極吸引力越微弱,液滴越不容易發(fā)生碰撞接觸,從而降低液滴聚并的效率;液滴粒徑比越大,臨界場強越低,越不利于液滴的聚并.當液滴相對角度為0°時分散相液滴之間的吸引力最大,有利于液滴的聚并;隨著分散相液滴相對角度的變大,液滴間感應電荷的斥力與所需的轉(zhuǎn)矩逐漸變大,聚并效率逐漸下降,當感應電荷的斥力大于電場力作用時,液滴無法完成聚并.適當增大電場強度、減小液滴粒徑比、減小液滴間距和減小液滴間相對角度,均可降低液滴聚結的時間.

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