盘式收油机具有结构简单、轻便、容易变形设计等特点,广泛应用于水面溢油回收领域。长期以来,盘式收油机的设计主要依靠经验和试验,缺乏系统深入的研究,而且实验研究成本高,限制了盘式收油机的升级和优化。本文应用数值模拟的方法对盘式收油机携油过程进行详细研究,为盘式收油机的优化设计提供参考,研究成果还可以扩展应用到生物废水处理、工业聚酯生产等领域。论文应用FLUENT软件对盘式收油机圆盘携油过程进行了数值模拟研究,分析了圆盘大小、转速、粗糙度、厚度、间距以及油液的粘度、密度、表面张力、油层厚度等因素对圆盘表面膜厚特性以及圆盘携油量的影响,并通过圆盘携油实验对实际收油情况进行了探索。通过数值模拟分析可知,圆盘两侧具有相同的膜流动特性,圆盘浸没部分表面会夹带有少量气泡,距离圆盘越远,圆盘对周围流体束缚力减小,油膜厚度逐渐减小。采用正交分析方法对影响携油性能的几个因素进行分析发现,对圆盘携油影响显著性顺序为:圆盘直径>浸没深度>油液粘度>圆盘转速>油层厚度>圆盘间距。通过模拟计算还发现,油层厚度在20~60mm之间时对携油性能影响较明显,油层越厚,携油量越多;圆盘转速过大或过小都不利于圆盘表面油膜形成,转速在60~100rpm时携油性能较好;粘度对携油性能影响较大,当粘度小于30mPa·s时,圆盘表面较难形成油膜;圆盘越大,携油能力越好;圆盘浸没越深,回收率越高,实际工况中浸没深度应略小于圆盘半径;当圆盘间距大于70mm时,间距对携油能力影响不明显;粗糙度、油品密度、圆盘厚度、表面张力等对携油性能影响较小。对转盘实际收油情况进行研究发现,按照传统收油方式进行圆盘携油收集,转速80rpm时收油量最大。转速过大时盘面油品径向流动加剧,部分携油从端面流失,不利于提高实际收油量。论文分析了影响圆盘携油能力的多个因素,对盘式收油机的优化设计具有一定的指导意义。