李青 聶劍紅 於宏偉 焦體峰

摘要：潤滑油在工業(yè)中的有著重要作用，但其中的水分會(huì)影響設(shè)備性能和使用壽命。傳統(tǒng)的水分去除方法效率低、成本高。靜電脫水技術(shù)可以通過電場作用將水潤滑油中從分離出，利用電場促進(jìn)油水液滴的碰撞和凝聚，具有快速、高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。本論文利用COMSOL軟件對(duì)油包水乳液中兩個(gè)液滴的碰撞聚集進(jìn)行數(shù)值模擬，研究微米級(jí)液滴直流電場作用下電場強(qiáng)度、溫度、粒徑、和液滴間距等因素對(duì)碰撞和聚結(jié)行為的影響規(guī)律，研究表明隨著電場強(qiáng)度增大，液滴聚結(jié)時(shí)間快速變小，但電場強(qiáng)度超過一定值時(shí)影響減弱；隨著溫度的升高，液滴聚結(jié)時(shí)間先急劇減少，到一定值后基本趨于穩(wěn)定；隨著粒徑增大，液滴聚并總時(shí)間隨液滴直徑先緩慢增加，當(dāng)粒徑超過一定值時(shí)急聚增加；隨著液滴間距增大，聚結(jié)總時(shí)間不斷增大，本文為靜電脫水的機(jī)理研究提供理論依據(jù)，為高效破乳脫水裝置的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：電破乳；液滴聚結(jié)；直流電場；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)： TE992文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ADOI：10.3969/j.issn.1007-791X.2024.02.0090引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)全球能源與環(huán)境的壓力加劇，以石油為代表的不可再生資源的回收利用受到許多國家的重視，發(fā)展石油及其衍生油的凈化術(shù)從而實(shí)現(xiàn)能源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展受到相關(guān)行業(yè)的普遍關(guān)注[1]。潤滑油是現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的一種材料。它能在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中形成潤滑膜，減少機(jī)械部件之間的摩擦和磨損，保護(hù)設(shè)備免受腐蝕和氧化，延長設(shè)備壽命[2-3]。潤滑油的種類較多，包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、冷卻油、軋制油等。然而在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和使用的過程中，潤滑油中往往會(huì)混入一些水分，水污染會(huì)導(dǎo)致潤滑油膜破裂，導(dǎo)致摩擦、磨損和發(fā)熱增加，潤滑油被水污染會(huì)對(duì)機(jī)器和設(shè)備的性能產(chǎn)生重大危險(xiǎn)和負(fù)面影響，會(huì)降低其有效性，導(dǎo)致腐蝕和生銹，降低黏度，造成污染和堵塞，并促進(jìn)微生物生長。最終，這可能導(dǎo)致設(shè)備的過早故障[4]。

潤滑油在運(yùn)行和工作過程中由于物理、化學(xué)和人為等因素極易被水污染形成工業(yè)廢油。傳統(tǒng)的潤滑油除水方法主要包括沉淀法、蒸餾法、吸附法和離心法。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都存在一些局限性，無法完全去除潤滑油中的水分。例如，沉淀法和離心法不能有效去除微小水滴，蒸餾法消耗大量能源，吸附法需要不斷更換吸附劑。因此，需要尋找新的除水方法[4]。

靜電聚結(jié)脫水是一種高效、環(huán)保的油水分離技術(shù)。通過利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力，能夠迅速聚集和分離油包水乳狀液中的液滴，實(shí)現(xiàn)快速環(huán)保的除水。該技術(shù)無需額外添加化學(xué)藥劑，減少了對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)具備較低的運(yùn)行成本。靜電聚結(jié)脫水的高效性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性能夠?yàn)榭沙掷m(xù)發(fā)展和資源節(jié)約做出重要貢獻(xiàn)。因此，電場除水具有廣闊的應(yīng)用前景[5-6]。

Luo等人通過實(shí)驗(yàn)對(duì)粒徑范圍為400～600 μm的液滴的聚結(jié)過程的電荷分布與受力進(jìn)行研究，在液滴接觸后由于電荷的遷移，液滴之間產(chǎn)生庫侖斥力，同時(shí)產(chǎn)生方向相反的靜電力，與靜電力相比，庫侖斥力被認(rèn)為是液滴反向運(yùn)動(dòng)的主要原因。另外，隨著液滴尺寸的增大，出現(xiàn)聚結(jié)分裂現(xiàn)象[7]。

Li等人使用COMSOL軟件系統(tǒng)評(píng)估了粒徑為1 196 μm和984 μm的液滴在直流電場作用下電場強(qiáng)度、介電常數(shù)、表面張力、黏度、電導(dǎo)率和液滴間距離等因素對(duì)液滴碰撞聚結(jié)的影響規(guī)律[8-9]。

以上液滴碰撞聚結(jié)行動(dòng)的研究可為電場作用下潤滑油除水技術(shù)提供借鑒。近年來，對(duì)于電場作用下潤滑油除水的研究越來越受到關(guān)注，研究了電場分離對(duì)潤滑油物化性質(zhì)的影響，并認(rèn)為電場分離技術(shù)可以有效地去除潤滑油中的水分子，而不會(huì)對(duì)潤滑油的性質(zhì)造成顯著的影響。廖治祥通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究了不同電場參數(shù)作用下潤滑油液滴變形和振動(dòng)響應(yīng)特性[4]。電場作用下，潤滑油中的水分子會(huì)被電場力聚集到潤滑油與電極之間的界面處，最終從潤滑油中分離出。

綜上所述，研究人員對(duì)電場作用下潤滑油除水方面的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。隨著電場分離技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，電場作用下潤滑油除水技術(shù)將會(huì)得到更加深入的研究。

1理論分析

在微觀尺度上，電場作用下的液滴主要受到范德華引力、偶極聚結(jié)力、電泳力、表面張力和附加質(zhì)量力的影響。在宏觀尺度上，液滴主要受到電場力作用，其中電場強(qiáng)度對(duì)液滴聚結(jié)的行為起關(guān)鍵作用，這些力錯(cuò)綜復(fù)雜地交織在一起，可以促進(jìn)或阻礙聚結(jié)過程。

在電場破乳除水技術(shù)中，液滴之間相互靠近并發(fā)生生聚結(jié)，使得小液滴合并成更大的液滴。從而便于后續(xù)的分離和去除。

1.1液滴碰撞聚結(jié)受力模型

如圖1所示，乳狀液在靜電作用下，分散相液滴表面電荷重排，靠近負(fù)電極一端分布著正電荷，靠近正電極一端分布著負(fù)電荷，此時(shí)，兩個(gè)液滴間由相斥轉(zhuǎn)變?yōu)橄辔?，單個(gè)液滴極化后發(fā)生拉伸變形。液滴間的靜電力是液滴-液滴彼此靠近的動(dòng)力，其大小為[6]

可知，靜電引力與場強(qiáng)的平方成正比，與液滴半徑六次方成正比，與液滴間距離的四次方成反比。

1.2控制方程

1.2.1兩相流控制方程

由電流體力學(xué)可知，當(dāng)流體處于不可壓縮狀態(tài)且屬于牛頓黏性流體時(shí)，其在電場中的運(yùn)動(dòng)受到電場力、慣性力和黏性阻力的影響。對(duì)于液滴-液滴聚結(jié)行為的主要研究不考慮沉降過程，因此在計(jì)算過程中不考慮重力和浮力的影響，滿足納維-斯托克斯方程和連續(xù)方程的要求[6，9]：

其中，ρ是油水界面處的密度，u是流體速度，p為流體壓力，I是單位矩陣，T是麥克斯韋應(yīng)力張量。Fst是油水相的界面張力，F(xiàn)E是電場力。

Fst的計(jì)算表達(dá)式是：Fst=GΦ，（4）其中，G是化學(xué)電勢(shì)，是相位變化。

G是化學(xué)勢(shì)能，計(jì)算公式為

其中，λ是一個(gè)重新初始化的參數(shù)，ε與界面厚度有關(guān)。

采用相場法追蹤兩相流體的界面變化，需要滿足Cahn-Hilliard方程，具體如下：

此時(shí)油水兩相的體積分?jǐn)?shù)分別表示為

其中，Vf1表示水相體積分?jǐn)?shù)，Vf2表示油相體積分?jǐn)?shù)。此時(shí)分散系中的密度、動(dòng)力黏度、相對(duì)介電常數(shù)可分別表示為ρ=ρ1Vf1+ρ2Vf2，（8）

μ=μ1Vf1+μ2Vf2，（9）

εr=εr1Vf1+εr2Vf2，（10）其中，εr1表示水的相對(duì)介電常數(shù)，εr2表示潤滑油的相對(duì)介電常數(shù)。

1.2.2兩相流控制方程

采用靜電模擬電場，它滿足麥克斯韋方程：-·（ε0εrE）=0，（11）其中，E是電場強(qiáng)度，可通過電勢(shì)的負(fù)梯度V表示為E=-V，（12）作用在液滴上的外部體積力是電場力，它與麥克斯韋應(yīng)力張量的關(guān)系是

其中，D是電位移，ε0是真空介電常數(shù)，其近似值為8.85×10-12 F/m，εr是相對(duì)介電值。

因此，二維模型中的麥克斯韋應(yīng)力張量可表示為

2模型及邊界條件

2.1計(jì)算模型

采用COMSOL軟件進(jìn)行電場作用下液滴-液滴碰撞聚結(jié)數(shù)值模擬，模擬過程實(shí)現(xiàn)了靜電場和層流相場的耦合，液滴-液滴聚結(jié)的二維模型的示意圖如圖2所示。

在初始狀態(tài)下，分散相液滴是球形液滴。右側(cè)邊界施加電壓，左側(cè)邊界接地，并且兩側(cè)均為無滑移邊界，為構(gòu)成一個(gè)勻強(qiáng)電場，保證電場強(qiáng)度在左右電極板之間沒有橫向衰減，將上下壁面設(shè)為絕緣壁面，因此，其上下壁面為零電荷。

2.2網(wǎng)格結(jié)構(gòu)劃分

在模型中整體使用了三角網(wǎng)格分割，因?yàn)閷?duì)于油水兩相界面處，采用三角網(wǎng)格有更好的適應(yīng)性。

在進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)應(yīng)注重網(wǎng)格數(shù)量和質(zhì)量的平衡。合理選擇網(wǎng)格數(shù)量可以在保證計(jì)算精度的同時(shí)控制計(jì)算成本。網(wǎng)格數(shù)量過多會(huì)增加計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存需求，而網(wǎng)格數(shù)量過少可能導(dǎo)致精度不足。良好的網(wǎng)格質(zhì)量有助于減小數(shù)值誤差，并提高收斂性。COMSOL中的網(wǎng)格質(zhì)量測(cè)量參數(shù)主要包括平均單元質(zhì)量和最小單元質(zhì)量。單元質(zhì)量是介于0和1之間的數(shù)字，其中0表示畸形單元，1表示近似對(duì)稱的單元。因此，單元質(zhì)量越接近1，網(wǎng)格質(zhì)量就越好，如表1。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，在較細(xì)化網(wǎng)格質(zhì)量下，單元數(shù)相對(duì)較少，而最小質(zhì)量也相對(duì)較高，并且平均質(zhì)量也達(dá)到了較高的水平。這意味著在較細(xì)化網(wǎng)格精度的情況下，可以保證較高的計(jì)算精度，同時(shí)減少計(jì)算成本。當(dāng)質(zhì)量單元的平均值達(dá)到0.936 6時(shí)，仿真模擬的結(jié)果可以達(dá)到接近真實(shí)情況，因此選用此網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行下面內(nèi)容的仿真研究，如圖3顯示。

2.3模擬參數(shù)

采用COMSOL相場方法進(jìn)行數(shù)值模擬。其中溫度為298.15 K，液滴粒徑為15 μm，液滴間距為10 μm，靜電場電勢(shì)1 200 V，潤滑油的相對(duì)介電常數(shù)為2.70，水的相對(duì)介電常數(shù)為78.54。

2.4模型驗(yàn)證

中國石油大學(xué)王亮等利用自制的可視化裝置和數(shù)字處理技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，北京化工大學(xué)梁猛等采用與實(shí)驗(yàn)一樣的物性條件，通過對(duì)比液滴變形聚結(jié)模擬結(jié)果和液滴變形聚結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了基于Cahn-Hilliard方程的相場方法研究分散相液滴行為的準(zhǔn)確性[10-12]，如圖4所示。本文在此基礎(chǔ)上研究微米級(jí)液滴碰撞聚結(jié)行為。

3模擬結(jié)果

分析模擬結(jié)果圖可知縱坐標(biāo)均為時(shí)間，時(shí)間是指液滴聚結(jié)總時(shí)間，包括液滴靠近時(shí)間和液滴融合時(shí)間，兩者之和為液滴聚并總時(shí)間。橫坐標(biāo)分別為電壓、溫度、液滴粒徑、液滴間距。

3.1電場強(qiáng)度的影響

為了研究電場強(qiáng)度對(duì)液滴-液滴碰撞聚結(jié)的影響，保持溫度T=298.15 K，液滴粒徑r=15 μm，εr2=2.70，液滴間距h=10 μm不變，電壓取值范圍為800～3 000 V ，取值間隔為200 V。

根據(jù)圖5液滴碰撞時(shí)間與電壓關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓從800 V逐步增加到3 000 V時(shí)，相應(yīng)的液滴碰撞聚結(jié)的時(shí)間呈現(xiàn)非線性變化，即隨著電壓的增加，聚結(jié)所需要的時(shí)間先快速下降，之后變緩。

在外部電場作用下，液滴產(chǎn)生極化電荷以減少外部電場引起的電勢(shì)差。液滴碰撞聚結(jié)的過程中，液滴受到靜電作用力和黏性阻力。當(dāng)電壓比較低時(shí)，靜電吸引力不足以克服液滴所受到的連續(xù)相的黏性阻力，使得液滴不能很快地靠近并相互接觸，因此聚結(jié)時(shí)間比較長。隨著電壓的逐漸升高，靜電吸引力逐漸增大，從而導(dǎo)致聚結(jié)時(shí)間快速降低。然而，當(dāng)電壓繼續(xù)升高時(shí)，靜電作用力增加到一定程度，會(huì)導(dǎo)致液滴之間產(chǎn)生排斥力，這種排斥力會(huì)抵消靜電吸引力的作用，從而導(dǎo)致聚結(jié)時(shí)間增速變緩。同時(shí)，較低的電壓下，電場強(qiáng)度對(duì)液滴的電荷分布影響較小，隨著電電場強(qiáng)度逐漸增大，可以改變液滴表面的電荷分布，使電荷之間的相互作用增強(qiáng)，從而加快液滴的聚結(jié)過程。然而，當(dāng)電場強(qiáng)度進(jìn)一步增加時(shí)，電荷之間的相互作用可能達(dá)到飽和，這也會(huì)導(dǎo)致聚結(jié)時(shí)間變緩。

圖6為電壓1 800 V時(shí)液滴碰撞聚結(jié)速度壓力圖。圖中第一排從左往右分別為t=0 ms（碰撞前）、t=0.1 ms（接觸），第二排從左往右分別為t=0.3 ms（融合）和t=0.8 ms（聚結(jié)）時(shí)的速度壓力圖。油相懸浮液在電場作用下會(huì)發(fā)生形變，當(dāng)液滴在電場力和表面張力的共同作用下達(dá)到一個(gè)平衡，即兩液滴融合聚結(jié)后，液滴停止形變，此時(shí)在兩相界面會(huì)形成環(huán)流。

3.2溫度的影響

為了研究溫度對(duì)液滴-液滴碰撞聚結(jié)的影響，保持電壓V0=1 200 V，液滴粒徑r=15 μm，εr2=2.70，液滴間距h=10 μm不變，溫度取值范圍為283.15～328.15 K，取值間隔為5 K。

根據(jù)圖7液滴聚結(jié)時(shí)間與溫度關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，電場作用下液滴碰撞時(shí)間隨溫度呈現(xiàn)遞減的變化關(guān)系，即隨著溫度的升高，液滴聚結(jié)時(shí)間減少，并且在283.15 K到303.15 K區(qū)間液滴碰撞聚結(jié)所需時(shí)間隨溫度變化較為明顯，在303.15 K到328.15 K區(qū)間液滴碰撞聚結(jié)所需時(shí)間隨溫度變化放緩。

在液滴碰撞聚結(jié)過程中，電場作用會(huì)促使液滴靠近并發(fā)生碰撞，從而加速聚結(jié)過程。隨著溫度的升高，連續(xù)相黏度會(huì)降低。在低溫下，較大的黏性阻力會(huì)導(dǎo)致液滴靠近時(shí)阻力增加，聚結(jié)時(shí)間較長。隨著溫度的升高，黏性阻力減小，液滴靠近時(shí)間減少，從而減少了碰撞聚結(jié)所需的時(shí)間。

隨著溫度的升高，液滴的黏度降低，促使液滴更快地聚結(jié)，從而減少了碰撞時(shí)間。然而，一旦溫度升高到一定程度，液滴的黏度變化可能變得較小，導(dǎo)致碰撞時(shí)間的基本沒有變化。

如圖8所示，（a）和（b）分別表示在溫度為288.15 K和298.15 K時(shí)液滴聚結(jié)情況。每個(gè)圖中第一排從左往右為t=0.15 ms、t=0.30 ms，第二排從左往右為t=0.45 ms、 t=0.60 ms下液滴聚結(jié)情況，隨著溫度的升高，液滴聚結(jié)速度加快。即在溫度較低時(shí)相同時(shí)間步下，液滴的聚結(jié)融合較慢，隨著溫度的升高，液滴在相同的時(shí)間步下，聚結(jié)融合加快。

3.3液滴粒徑的影響

為了研究液滴粒徑對(duì)液滴-液滴碰撞聚結(jié)的影響，保持電壓V0=1 200 V，εr2=2.70，T=298.15 K，液滴間距h=10 μm不變，液滴粒徑取值范圍為10～19 μm，取值間隔為1 μm。

如圖9所示，在液滴較小的階段，碰撞聚結(jié)所需的時(shí)間隨液滴粒徑變化較小，但是當(dāng)超過一定的粒徑范圍以后，液滴聚結(jié)所需要的時(shí)間隨液滴粒徑變化較大。

圖10展示了不同粒徑液滴碰撞聚結(jié)過程。第一排從左往右t=0 ms、t=0.05 ms、t=0.15 ms，第二排從左往右t=0.3 ms、t=0.45 ms和t=0.6 ms。從圖中可以看出當(dāng)粒徑增大的時(shí)候，液滴融合效率在相同時(shí)間步下逐漸降低。

隨著液滴直徑的增加，液滴-液滴靠近時(shí)間不斷減小，根據(jù)式（1），液滴之間的電場力與液滴粒徑的六次方成正比，所以液滴直徑增加促進(jìn)兩液滴聚并的靜電力大幅增加，所以液滴靠近時(shí)間減少，但是液滴直徑增加液滴界面張力會(huì)減少，界面張力是液滴表面分子之間的相互作用力，它會(huì)影響液滴形狀的穩(wěn)定性和變形速率，在液滴融合階段，界面張力是動(dòng)力。較小的液滴更容易形變和聚結(jié)，而較大的液滴則需要更長的時(shí)間形變和聚結(jié)即液滴融合時(shí)間變長，從而導(dǎo)致液滴聚結(jié)總時(shí)間變長。液滴聚并總時(shí)間隨液滴直徑的變化曲線一直增加但是前面粒徑較小時(shí)增加不顯著，當(dāng)粒徑超過一定值時(shí)液滴聚結(jié)時(shí)間成指數(shù)增加。這是因?yàn)?，該模型中液?液滴的間距較小，液滴-液滴靠近時(shí)間較短，液滴融合時(shí)間對(duì)液滴聚并總時(shí)間影響顯著。

3.4液滴間距的影響

為了研究液滴間距對(duì)液滴-液滴碰撞聚結(jié)的影響，保持電壓V0=1 200 V，液滴粒徑r=15 μm，εr2=2.70，T=298.15 K，液滴間距取值范圍為7～16 μm，取值間隔為1? μm。

圖11展示了液滴碰撞時(shí)間與液滴間距之間的關(guān)系，隨著液滴間距的增加，液滴的碰撞時(shí)間也逐漸增加，二者之間呈現(xiàn)一種近似正比例的關(guān)系。

液滴碰撞聚結(jié)過程受到電場力作用。電場力會(huì)促使液滴運(yùn)動(dòng)并碰撞聚結(jié)。當(dāng)液滴間距增大時(shí)，液滴受到的電場力減弱，導(dǎo)致液滴碰撞時(shí)間增加。在給定電場條件下，較小的間距液滴有更大的表面電荷密度，因此它們之間的電場力較強(qiáng)，碰撞聚結(jié)時(shí)間較短。隨著液滴間距的增加，較大的液滴間距意味著液滴之間存在更大的空隙，電場力需要克服這個(gè)空隙來使液滴接近并發(fā)生碰撞。

圖12為t=0.1 ms時(shí)的液滴碰撞模擬圖。第一排從左往右液滴間距為7 μm、10 μm，第二排從左往右液滴間距為13 μm和16 μm。在電場作用下相同的時(shí)間步，液滴粒徑越大聚結(jié)融合程度越高，液滴碰撞聚結(jié)總時(shí)間隨液滴間距的增加而增加。

在毫米級(jí)液滴粒徑中，隨著液滴間距的增大液滴聚結(jié)總時(shí)間先減少后增加；液滴間距增大液滴靠近時(shí)間不斷增加，液滴融合時(shí)間不斷減少，因?yàn)楫?dāng)液滴中心距較小時(shí)，液滴聚并總時(shí)間中液滴融合時(shí)間占比大，當(dāng)液滴中心距較大時(shí)，液滴聚并總時(shí)間中液滴靠近時(shí)間占比大[4]。在微米級(jí)液滴粒徑中，液滴間距增大液滴的聚結(jié)總時(shí)間不斷增加。

4結(jié)論

本文使用COMSOL軟件著重分析了直流電場作用下微觀尺度液滴碰撞聚積過程中水相聚結(jié)融合過程。研究了不同電場強(qiáng)度、溫度、液滴粒徑和液滴間距對(duì)液滴-液滴碰撞聚結(jié)的影響如下：

1） 隨著電場強(qiáng)度增大，較大的電場強(qiáng)度可以加速液滴形變和碰撞聚結(jié)的速率，導(dǎo)致液滴聚結(jié)時(shí)間快速減少，但超過一定值電場強(qiáng)度時(shí)對(duì)液滴聚結(jié)時(shí)間的影響減弱。

2） 隨著溫度的升高，液滴聚結(jié)所需要的時(shí)間先急劇減少，到一定值后基本趨于穩(wěn)定，再繼續(xù)增加溫度還會(huì)造成能量的浪費(fèi)。

3） 隨著粒徑增大，液滴聚并總時(shí)間隨液滴直徑先緩慢增加，當(dāng)粒徑超過一定值時(shí)聚結(jié)總時(shí)間后急劇增加。

4） 隨著液滴間距增大，在微米級(jí)液滴模型中，聚結(jié)總時(shí)間不斷增加。

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Collision coalescence of micron droplets research under

direct current electric field

Abstract： Lubricating oil plays an important role in industry， but the moisture in it will affect the performance and service life of the equipment. Traditional water removal methods have low efficiency and high cost. The electrostatic dehydration technology can separate the lubricating oil from the water through the action of electric field， and use the electric field to promote the collision and condensation of oil and water droplets， which has the advantages of fast， high efficiency and environmental protection. In this paper， COMSOL software was used to numerically simulate the collision aggregation of two droplets in water-in-oil emulsion， and the influence of such factors as electric field strength， temperature， particle size and droplet spacing on the collision and coalescence behavior of micron-level droplets under the action of direct current electric field was studied. The research showed that droplet coalescence time decreased rapidly with the increase of electric field strength. However， when the electric field intensity exceeds a certain value， the effect is weakened. With the increase of temperature， the droplet coalescence time decreases sharply at first， and then becomes stable after reaching a certain value. With the increase of particle size， the total time of droplet agglomeration increases slowly with the droplet diameter， and the rapid agglomeration increases when the particle size exceeds a certain value. With the increase of droplet spacing， the total coalescence time increases continuously. This paper provides theoretical basis for the study of electrostatic dehydration mechanism and technical support for the design of efficient demulsification dewatering device.

Keywords： electric field demulsification; liquid-liquid aggregation; direct current electric field; numerical simulation.