油水乳状液中细微粒径水的存在不仅影响油品的质量,还造成油品处理过程能量耗费。实际工程应用中,电脱水技术应用最广泛,但能耗高、适应性差、效率达到瓶颈,因此近年来不断探索施加外力的新形式同电场相结合来促进脱水效果。在电场、多相流场中加入圆柱绕流提高油相对液滴的剪切效率,研究液滴的变形和聚并等运动特性,为下一步脱水新技术的应用提供理论依据。主要工作内容以及研究成果如下:(1)运用相场方法,建立了在圆柱绕流场和定常流场中油水乳状液的二维模型。通过对比分析定常流场和绕流场中液滴的聚并和变形特征,研究绕流场对液滴聚并的作用。在两相流圆柱绕流中,对比分析不同入口速度分布、流速以及液滴相对位置对液滴的变形及聚结的影响。结果表明:在平均速度相等情况下,入口速度为抛物线型时尾流区形成强烈的紊流,比入口速度为定值时尾流区形成的定常流更有利于液滴的聚结,发生聚并时间可缩短为定值的1/15;随着流速的增大,液滴对聚结效率和液滴拉伸程度都增大,流速每增大0.5m/s,液滴发生聚并时间缩短1/5左右,但当流速大于2m/s时,聚结效率趋于定值;液滴对之间的夹角从0°增大到90°时,其聚结效率越来越低,夹角每增加15°,液滴间发生碰撞聚结时间增加0.1s时间,当夹角增大到90°时,液滴不会发生碰撞。(2)研究绕流/静电场/两相流多场耦合对液滴对的变形及聚并过程的影响。对静电场中液滴对运动特性进行研究的基础上,在绕流场中加入相同的静电场,对比分析绕流电聚结对液滴聚并和变形的促进作用。结果表明:液滴会向着电场方向发生拉伸变形,大液滴的轴向变形比小液滴大,静电场的聚结效率远小于绕流场;在绕流电聚结中,大液滴对的聚结效率和变形程度比小液滴大;流速越大绕流电聚结中电场的作用越小,速度为1m/s的绕流场中液滴的聚结效率和形变的变化幅度都强于流速为2m/s的绕流电聚结场;综合对比液滴对在三种物理场中的聚结和变形过程,最有利于液滴聚并是绕流电聚结,其次是绕流场,最后是静电场。(3)建立绕流/静电场/水平集二维模型,从宏观液滴群角度分析油水乳状液中在绕流场和绕流电聚结场中的聚并效果,并探究流速和电场强度的影响。结果表明:在绕流场中,一定流速范围内,流速越大出口处液滴越大,越有利于液滴间的聚并;在绕流电聚结过程中,在一定电场强度范围内,施加电场强度越大,出口处液滴越大,越有利于液滴间的聚并,其出口处液滴的增长幅度呈抛物线型增长;绕流场/水平集和静电场/水平集对水滴聚并结果对比,绕流场对于液滴间聚并的促进效果比电场的促进效果显著。流速每增加1m/s的聚并效果大约是电场强度每增加1k V/cm的11倍。