I. Tổng quan về thiết bị tách dầu và phương pháp ly tâm
Luận án tập trung nghiên cứu thiết bị tách dầu ra khỏi nước bằng phương pháp ly tâm, một công nghệ hiệu quả trong xử lý nước thải và tách chất lỏng. Các nguồn gây ô nhiễm dầu trong nước bao gồm sự cố tràn dầu từ tàu biển, dàn khoan, và nước dằn tàu. Phương pháp ly tâm được đánh giá cao do khả năng xử lý lượng lớn dầu tràn. Luận án so sánh các phương pháp tách dầu hiện có, trong đó công nghệ ly tâm nổi bật với hiệu suất cao và phù hợp với điều kiện khai thác ngoài khơi.
1.1. Các nguồn ô nhiễm dầu trong nước
Các nguồn chính gây ô nhiễm dầu trong nước bao gồm sự cố tràn dầu từ tàu chở dầu, dàn khoan dầu khí, và nước dằn tàu. Dầu cũng có thể lẫn vào nước từ các cơ sở sản xuất trên bờ. Sự cố tràn dầu ngoài khơi gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và kinh tế, đòi hỏi các giải pháp xử lý nhanh chóng và hiệu quả.
1.2. So sánh các phương pháp tách dầu
Các phương pháp tách dầu hiện có bao gồm sử dụng chất phân tán, từ tính, vật liệu hấp phụ, vải lọc, lắng đọng tự nhiên, và ly tâm. Trong đó, phương pháp ly tâm được đánh giá cao do khả năng xử lý lượng lớn dầu và phù hợp với điều kiện khai thác ngoài khơi. Luận án nhấn mạnh ưu điểm của công nghệ ly tâm trong việc tách dầu khỏi nước.
II. Cơ sở lý thuyết và thiết kế thiết bị tách dầu
Luận án trình bày cơ sở lý thuyết về phương pháp ly tâm và thiết kế thiết bị tách dầu. Các thông số thủy lực cơ bản như đường kính ống quay, chiều dài ống, số vòng quay, và số cánh được tính toán chi tiết. Mô hình toán học và mô phỏng số được sử dụng để đánh giá hiệu quả của thiết bị. Kết quả mô phỏng cho thấy sự ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật đến quá trình tách dầu.
2.1. Tính toán thông số thủy lực
Các thông số thủy lực cơ bản của thiết bị tách dầu bao gồm đường kính ống quay, chiều dài ống, số vòng quay, và số cánh. Các thông số này được xác định dựa trên cơ sở lý thuyết và thực nghiệm. Luận án sử dụng mô hình toán học để tính toán và tối ưu hóa các thông số này, đảm bảo hiệu quả tách dầu cao nhất.
2.2. Mô phỏng số quá trình tách dầu
Mô phỏng số được sử dụng để đánh giá hiệu quả của thiết bị tách dầu. Các yếu tố như vòng quay, đường kính bầu, số cánh, và góc đặt cánh được phân tích để tìm ra cấu hình tối ưu. Kết quả mô phỏng cho thấy sự ảnh hưởng rõ rệt của các thông số kỹ thuật đến quá trình tách dầu, từ đó giúp cải thiện thiết kế thiết bị.
III. Kết quả thực nghiệm và đánh giá
Luận án tiến hành thực nghiệm với thiết bị tách dầu được thiết kế dựa trên kết quả mô phỏng số. Các thử nghiệm được thực hiện với các mẫu dầu có nồng độ khác nhau. Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu quả tách dầu cao, đạt yêu cầu kỹ thuật. So sánh giữa kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy sự tương đồng cao, khẳng định tính chính xác của mô hình toán học và thiết kế thiết bị.
3.1. Thiết kế và chế tạo thiết bị
Dựa trên kết quả mô phỏng số, thiết bị tách dầu được thiết kế và chế tạo với các thông số kỹ thuật tối ưu. Thiết bị bao gồm ống quay, bầu, và cánh được bố trí hợp lý để đạt hiệu quả tách dầu cao nhất. Quy trình tháo lắp và vận hành thiết bị cũng được xây dựng chi tiết.
3.2. Kết quả thử nghiệm và đánh giá
Các thử nghiệm được thực hiện với mẫu dầu có nồng độ 300 ppm và 600 ppm. Kết quả cho thấy hiệu quả tách dầu của thiết bị đạt yêu cầu kỹ thuật. So sánh giữa kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy sự tương đồng cao, khẳng định tính chính xác của mô hình toán học và thiết kế thiết bị.
