微生物污垢的生长模型与受力分析

换热设备表面形成的微生物污垢严重影响了换热效率和系统安全。为了减少微生物污垢,需要研究微生物污垢的生长机理和受力特性。该文采用3维细胞自动机模型,对微生物污垢进行了生长模拟,并模拟了混合菌种的相互抑制。针对微生物污垢形状多样的特点,提出了形状因子的概念,分析了形状因子与受力的关系。该文细胞自动机模型采用了换热设备的代表性菌种——枯草芽孢杆菌和鳗鱼气单胞菌。采用该模型模拟两种菌种的生长机理和相互抑制,结果发现换热设备抑垢应侧重于枯草芽孢杆菌。该文提出的形状因子能较好量化污垢形状,有效地描述了3种典型污垢形状。形状因子简化了污垢形状与受力的关联分析,有助于不同形状污垢的对比。     

换热表面镀银对微生物污垢的生长与形态的影响

银离子溶液对悬浮细菌杀灭作用显著,对由细菌形成的微生物污垢也有明显抑制作用。当前,银离子溶液杀灭作用的研究主要集中在医学领域,对工业领域的换热器表面的镀银方式和微生物污垢形式涉及较少。镀银方式与银离子溶液作用机理有所差别,镀银方式与空间位置关系明显。微生物污垢形式,与菌液中悬浮细菌也有明显差异。该文从镀银对微生物污垢空间形态和重量曲线两方面出发,探讨了镀银抑垢的机理和效果。结果表明:镀银后污垢湿重量和干重量均下降20%以上。污垢底层空洞化,距离材料表面100μm厚度以内污垢中的细胞活性下降。     

石蜡涂层包埋苯扎氯铵的抑垢效果评价

换热器表面的微生物污垢问题,严重影响了非清洁水源换热器系统的换热效率和安全.前期研究提出的新型石蜡涂层方式,利用在线融化和凝固石蜡涂层,实现了换热器的在线清洗.石蜡涂层虽然具有一定抑垢效果,但本身也带来相应附加热阻.本研究将抑垢剂苯扎氯铵包埋至石蜡涂层,用于强化涂层的抑垢效果.污垢挂片实验结果显示,包埋苯扎氯铵的石蜡涂层抑垢效果显著增强,有效抵消了涂层附加热阻较大的缺点.相比单独使用的石蜡涂层,包埋苯扎氯铵的石蜡涂层抑垢效果增强79%.相比直接使用苯扎氯铵,包埋的苯扎氯铵作用更针对污垢底层,同样抑垢效果下苯扎氯铵用量仅为直接使用的0.6%.