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%.     

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。     

非匀强电场对颗粒污垢的抑垢特性

目前,电场抑垢研究兴趣集中于电场对碳酸钙晶体形貌的改变,电场对已成垢的颗粒是否有抑垢作用鲜有研究。针对电场颗粒污垢抑垢机理不明的问题,提出非匀强电场颗粒物污垢抑垢模型,解释了电场对流体管道内污垢颗粒存在抑垢作用。电场60V至180V、频率50Hz、颗粒质量100条件下研究结果表明:匀强电场并不会使颗粒产生抑垢作用,颗粒污垢在非匀强电场受到介电泳力（）,改变原本运动轨迹,达到抑垢的效果。随着电场强度升高,碳酸钙颗粒受到的从,升至。硫酸钙受到的从升至。碳酸镁颗粒受到的升至。电场强度对多种污垢颗粒产生的,是影响抑垢效果的关键因素。     

电磁抗垢强化传热技术的热态实验研究

在自行设计的电磁抗垢实验装置上,对热态工况下低频电磁抗垢(EAF)技术进行了实验考察。结果表明,在外加交变电磁场的情况下,总传热系数及污垢热阻发生了明显的变化,实验结束时污垢热阻下降了61％。不同的电磁场频率导致不同的抗垢效果,在本实验条件下,频率为700Hz时抗垢效果最佳。其他条件不变时,污垢热阻随着水质硬度的降低而减小,且不同流体硬度时污垢热阻的变化趋势均相同。对污垢晶体扫描电镜观察表明,经交变电磁场处理过的污垢晶体结构发生了明显的变化,由致密型易结垢的霰石变为松散型不易结垢的方解石,从而达到抗垢的目的,这一结论与冷态实验研究的结论一致。     

电磁抗垢强化传热技术的热态实验研究

在自行设计的电磁抗垢实验装置上,对热态工况下低频电磁抗垢(EAF)技术进行了实验考察。结果表明,在外加交变电磁场的情况下,总传热系数及污垢热阻发生了明显的变化,实验结束时污垢热阻下降了61%。不同的电磁场频率导致不同的抗垢效果,在本实验条件下,频率为700Hz时抗垢效果最佳。其他条件不变时,污垢热阻随着水质硬度的降低而减小,且不同流体硬度时污垢热阻的变化趋势均相同。对污垢晶体扫描电镜观察表明,经交变电磁场处理过的污垢晶体结构发生了明显的变化,由致密型易结垢的霰石变为松散型不易结垢的方解石,从而达到抗垢的目的,这一结论与冷态实验研究的结论一致。     

城镇二级出水换热表面混合污垢的成分及形貌

城镇二级出水中的致垢成分将导致热能回用过程中污垢的生成。该文在热泵工况下对二级出水在板式换热器内形成的污垢进行了成分及形貌的研究。实验结果表明:热泵工况下,二级出水在板式换热器内形成的污垢是以微生物污垢为主的混合污垢;污垢特性与二级出水的致垢成分存在密切关联;混合污垢表层结构呈空间网状,微生物及其胞外聚合物大量捕获水体中的无机悬浮物,无机悬浮物同时构成了微生物生长繁殖的节点。上述结果为城镇二级出水的热能回用提供必要的基础数据。     

城镇二级出水换热表面混合污垢的成分及形貌

城镇二级出水中的致垢成分将导致热能回用过程中污垢的生成。该文在热泵工况下对二级出水在板式换热器内形成的污垢进行了成分及形貌的研究。实验结果表明:热泵工况下,二级出水在板式换热器内形成的污垢是以微生物污垢为主的混合污垢;污垢特性与二级出水的致垢成分存在密切关联;混合污垢表层结构呈空间网状,微生物及其胞外聚合物大量捕获水体中的无机悬浮物,无机悬浮物同时构成了微生物生长繁殖的节点。上述结果为城镇二级出水的热能回用提供必要的基础数据。     

苯扎氯铵与次氯酸钠对微生物污垢的抑制效果

城市再生水中含有的细菌等杂质会在再生水源热泵系统的换热表面形成微生物污垢,影响系统的运行效率与安全性能.化学清洗是去除微生物污垢的常用手段,而苯扎氯铵与次氯酸钠是两种常见的杀菌剂.本研究通过向过滤水中加入菌液、葡萄糖等配置人工再生水,进行旋转挂片实验,流动条件下在挂片表面生成微生物污垢,并每天利用不同浓度的苯扎氯铵与次氯酸钠溶液浸泡污垢10min,随后利用精密天平、CLSM、SEM等多种检测方式考察两种杀菌剂的抑垢效果.结果表明,两种杀菌剂均能杀灭微生物污垢内绝大部分细菌,并显著抑制污垢的生长,而且该作用随杀菌剂浓度的上升而增强,但两种杀菌剂的杀菌机理存在不同.     

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。     

基于场协同原理的横纹管抗垢性能数值研究

基于传热传质学控制方程和Kern-Seaton污垢形成理论,构建了横纹管内基于表面化学反应理论的CaCO_3污垢热阻模型,然后根据场协同原理,运用Fluent软件对横纹管内以一定浓度的CaCO_3溶液为工质的污垢生成过程进行了数值模拟。通过改变壁温、入口流速和CaCO_3溶液浓度,模拟了不同种状态下污垢生成过程。在此过程中实时计算平均协同角和平均场协同数并对比分析污垢沉积率、剥蚀率和污垢净存速率来评价不同管型横纹管的抗垢性能。最后将模拟结果与实验数据进行了验证,验证了模拟的正确性。结果表明:较其它两管型,10-8-1型横纹管的抗垢性能较好且其更适于管内流速跨度较大的工况,达动态平衡状态时的污垢各参数值基本上不受工质中Ca~(2+)浓度的影响。     

基于冯·卡门类比的强化管污垢模型及抗垢机理

对比实验研究4种强化管(波纹管、缩放管Ⅰ、缩放管Ⅱ和弧线管)和光管在相同工况(人工硬水入口温度、流速、硬度及水浴温度)下的CaCO3污垢特性。通过分析强化管污垢热阻Rf与几何参数等,基于冯.卡门类比法,以φ和ψ为强化管传热性能评价因子,ηφ和ηψ为其综合性能评价指标,构建强化管污垢数据分析模型,并逐一分析各强化管的抗垢机理。研究结果表明:波纹管因管内的二次扰流及沿轴线方向的流速周期性脉动冲刷近壁面流体,显著增强污垢剥蚀率,且不易结垢甚至实现自清洗;由于管内流体的周期性扰动削弱污垢沉积,喉部剧增的壁面剪切应力可显著增强污垢剥蚀并实现弧线管抗垢;缩放管因轴向压力梯度交替切换引发流体剧烈周期性扰动以及喉部回旋涡流双重增大污垢剥蚀率而实现抗垢。     

功能纤维在循环冷却水系统中防垢的研究

研究了功能纤维以及处理装置在循环冷却水系统中的防垢作用．实验以及实际应用结果表明功能纤维对循环水系统中的垢（包括水垢、污垢）具有良好的防治效果．功能纤维对水中钙、镁离子的吸附作用和增溶作用防止了水垢的生长．其对有机物、微生物的吸附作用以及处理装置对水中尘埃的过滤作用则对污垢的生长具有较好的防止效果．     

电磁激振器电磁场的有限元仿真分析

以实验室电磁激振器样机为基础,基于电磁场有限元理论,建立了电磁激振器样机的二维电磁场仿真模型,分析了电磁激振器工作时的冲锤受力现象和磁场分布规律,计算得到了磁力线分布、磁感强度分布和运行过程中冲锤受力变化规律等结果,研究了电磁激振器的磁储能和磁共能的能量变化规律,分析了样机模型的磁饱和特性.计算结果表明:电磁场有限元模型能较全面的反应电磁激振器的电磁场特性,为进一步设计研究电磁激振器提供一定的参考.     

换热器污垢的防治对策简述

本文简要介绍了污垢对换热器的影响及常用抑垢、防垢、除垢对策和措施。     

两种斜翅管表面碳酸钙垢初始阶段结垢特性

进行了3种强化管在不同碳酸钙溶液浓度和流速下的动态结垢实验,得到碳酸钙浓度、流速和不同管型对碳酸钙析晶垢结垢过程的影响.结果表明,碳酸钙浓度增大,使溶液中均相成核速率和所形成晶核的生长速率增大,使溶液换热表面界面的污垢晶粒浓度和成垢离子浓度均增大,前者使更多的污垢附着换热面,而后者使表面异相成核速率和生长速率增大.流速增大,使光管表面形成的晶核、污垢晶体和污垢热阻均减少,而诱导期延长;使平直和锯齿斜翅管初始成核增多,但诱导期延长,而结垢量和污垢热阻减小.平直和锯齿斜翅管在清洁状态和结垢状态下均具有比光管更大的总换热系数、更小的污垢热阻,尽管结垢量略多.在相同结垢状态下,锯齿斜翅管的结垢量和污垢热阻大于平直斜翅管的,但是,其总换热系数仍大于平直斜翅管.     

基于电磁-温度耦合方法的永磁驱动器温度场分析

基于电磁-温度场耦合方法,分析了盘式永磁驱动器的温度场.基于电磁场解析计算建立了盘式永磁驱动器的电磁场解析模型,推导了涡流损耗公式.计算了热阻和散热系数,并以涡流损耗为热源,建立了盘式永磁驱动器等效热网络模型.预测随负载变化时盘式永磁驱动器的涡流损耗和铜盘温度的变化.解析结果与有限元结果比较表明:基于电磁-温度场耦合方法所建立的电磁场解析模型和温度场解析模型能快速、准确地预测涡流损耗和铜盘温度.     

内置转子圆管内CaCO3污垢形成过程的数值模拟

从传热传质的角度建立了内置转子圆管内CaCO3污垢形成过程的数学模型,并进行了相应的数值模拟。计算结果表明,内置转子圆管内的温度场及浓度场都比光管均匀;同一截面处,内置转子后圆管的污垢沉积率和剥蚀率有所降低,光管热阻为内置转子圆管热阻的3～4倍;圆管的污垢沉积率、剥蚀率及热阻随入口浓度的增加而变大。     

微生物污垢对翅片管换热器空气侧换热和压降特性的影响

为了研究翅片管换热器表面微生物污垢对其换热和压降特性的影响,对4种不同污垢程度的翅片管换热器进行了实验.比较分析了不同ReDc下,不同微生物污垢面积的换热器和清洁换热器的换热和压降特性.结果表明:在RReDc较小时,微生物污垢对换热器空气侧换热有一定的增强作用,随着RReDc.的增大,增强作用逐渐减弱;当RReDc1200后,污垢对换热只起到衰减的作用.微生物污垢对压降的影响明显大于对换热的影响.随着RReDc.的增大,污垢压降因子逐渐减小,并且污垢面积越大,减小的趋势越显著.     

大回线源瞬变电磁场反射系数序列的数值分析

为提高瞬变电磁法对地的探测效果,从瞬变电磁场在介质中传播的特性出发,对回线源瞬变电磁响应进行了理论上的分析,推导出了以反射系数数序列矩阵为未知项的线性方程组,提出了用线性规划法求取反射系数序列,并给出了求解的方法和步骤.设计了两个理论模型,用自行编制的软件对理论模型进行测试和处理,并画出了以反射系数为参量的地电模型剖面图.计算结果表明,算法可靠,剖面图示清晰,达到了预期的效果.该研究成果对瞬变电磁法模拟地震资料解释的研究和对地成像方法有参考价值.     

碳酸钙在铜基加热表面上结垢诱导期的研究

采用显微镜摄像法对铜基加热表面上ＣａＣＯ３成垢诱导期进行了实验研究,结果表明,ＣａＣＯ３的核化速率和垢粒生长大速率的随壁面温度及成垢物质浓度的升高而增大,而化学镀镍－磷－聚四氟乙烯表面材料上的实验表明,不仅ＣａＣＯ３的成核速率降低,而且此表面上一定尺寸的污垢颗粒在剪切力作用下易于脱落,这表明表面材料特性是影响污垢诱导期的重要因素之一。