随海洋石油开发脚步的加快,紧凑型静电预聚结设备和高频/高压脉冲交流电源因其广阔的应用前景而具有较高的学术研究价值。论文在国内首次在新型管式静电聚结设备的设计中引入螺旋叶片电极形式,并且结合高频/高压脉冲交流电源技术从乳化液流动状态、水颗粒静电聚结特性两个角度出发,借助ANSYS Maxwell、ANSYS Fluent等先进数值模拟软件,以及Turbiscan、FBRM等先进测试仪器设备,在微观、介观、宏观三个层面上针对管式螺旋流道紧凑型静电聚结器的可行性和有效性开展了应用基础研究。论文微观层面上针对螺旋叶片间的电场分布形态,通过微观实验探究了斜板非均匀电场中水颗粒的变形及运动特性,并与环形非均匀电场、均匀电场下的实验结果进行对比分析,实验结果表明斜板非均匀电场在作用效果上更加接近均匀电场,虽然高频电场会抑制水颗粒变形幅度,但能够增加油水界面膜振动频率。介观层面上使用多种真实原油针对破乳脱水最优电场参数进行了探究,结果表明高频电场与工频电场相比,在避免电场短路、降低设备能耗等诸多方面优势明显,同时针对W/O型模拟乳化液动态连续的配制过程,探究了不同操作条件对乳化液水颗粒粒径分布等基础特性的影响,确定了剪切转速8000r/min、乳化剂添加量7g/L作为后续实验中的乳化液配制参数,为后续电场破乳实验提供指导。宏观层面上研究了不同电极结构对电场分布特性、乳化液流场特性的影响,并合理设计加工了静电聚结器测试样机,基于高频/高压电源开展动态破乳脱水实验研究,实验结果表明,相比于无螺旋直板电极形式,螺旋叶片电极具有更高的破乳效果,在裸露金属电极的条件下高频电场也展现出较好的含水率变化适应性以及较高的破乳效果,最终验证了管式螺旋流道紧凑型静电聚结器的可行性。论文研究成果从不同层面系统揭示出高频/高压脉冲交流电场的优势,并验证了管式螺旋流道紧凑型静电聚结的可行性和在提高静电聚结效率上的有效性,为该设备的放大设计乃至工业化应用打下了坚实的基础。