超声波除垢的流动液体运行参数的实验研究

论文摘要

工业生产中,管道结垢普遍存在,它影响生产,浪费能源,已成为造成管道报废的主要原因。近年来为了提高除垢的效率人们正在不断探索新的除垢方法,超声波除垢正是在这种背景下发展起来的。超声波除垢是利用超声波在传播过程中的空化效应,机械效应,热效应等物理特性,达到除垢的效果,它具有节能、免拆卸、无污染、使用简单方便等特点。目前的超声波除垢已经得到了广泛的认可,并已在石油、电力等工业领域得到应用,现正向人们息息相关的生活领域拓展,超声波除垢已经成为功率超声的一项主要技术。超声波除垢效果受使用条件和设备的影响很大,但目前缺少在流动条件下流体速度、流体温度等流体运行参数对除垢过程及对超声除垢过程影响的全面认识,这严重影响了超声除垢技术的推广与应用。本文对循环水系统中超声波除垢过程和声化学除垢过程进行了较为系统的实验研究,并在此基础上分析了它们的物理机制。概括起来主要有以下几项工作,得出了在本文实验条件下的结论:1、研究了超声波作用时间对超声除垢效果的影响。作用时间越长,除垢效果越明显。2、研究了超声波功率对除垢过程的影响。在超声波频率、流体温度和流速等其它条件一定时,超声波功率越高,除垢效果越理想。3、研究了超声波作用频率对超声除垢效果的影响。频率越低,除垢效果越好。4、研究了流体温度对除垢过程的影响。流体温度对除垢效果存在一个最佳作用温度。5、研究了流体流速对除垢过程的影响。流速越高,除垢率越大。6、研究了声化学条件下,除垢剂对超声除垢效果的影响。添加除垢剂可以得到很好的除垢效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 污垢的性质、分类以及对换热设备的影响
• 1.1.1 污垢的性质
• 1.1.2 污垢的分类
• 1.1.3 污垢对换热设备的影响
• 1.2 污垢的监测
• 1.2.1 污垢监测热学法
• 1.2.2 非传热量的污垢监测法
• 1.3 除垢对策
• 1.3.1 机械清洗
• 1.3.2 化学清洗
• 1.3.3 在线清洗
• 1.4 选题背景及其研究意义
• 1.4.1 课题研究背景
• 1.4.2 课题研究意义
• 1.5 本文的研究工作
• 第2章 污垢的形成及超声波除垢理论
• 2.1 结晶
• 2.1.1 晶体析出的相变驱动力
• 2.1.2 晶体的成核功
• ind'>2.1.3 成核诱导期t_ind
• 0'>2.1.4 晶核形成速率B⁰
• 2.1.5 晶核形成的三种方式
• 2.2 近壁区的湍流结构
• 2.3 污垢形成过程
• 2.3.1 起始阶段（诱导期）
• 2.3.2 输运阶段
• 2.3.3 附着阶段
• 2.3.4 剥蚀阶段
• 2.3.5 老化阶段
• 2.4 超声波除垢简介
• 2.4.1 超声波除垢的特点
• 2.4.2 超声波除垢机理
• 2.4.3 超声波的功率、频率、作用温度等对除垢的影响
• 2.4.4 超声波除垢小结
• 2.5 化学除垢方法简介
• 2.5.1 化学除垢的特点
• 2.5.2 化学除垢的机理
• 2.5.3 影响化学除垢效果的动力学的因素
• 2.6 声化学除垢简介
• 2.6.1 几种类型的声化学反应过程
• 2.6.2 影响声化学除垢效果的因素
• 第3章 超声波及其声化学除垢实验研究
• 3.1 实验系统
• 3.1.1 实验系统功能设计
• 3.1.2 实验系统结构具体设计
• 3.2 监测的种类及测量的方法
• 3.3 测量仪器和药品
• 3.3.1 测量仪器
• 3.3.2 实验化学药品
• 3.4 实验方案设计
• 3.4.1 超声波及其声化学除垢实验
• 第4章 影响超声波及其声化学除垢参数的实验研究
• 2+离子浓度以及PH值的影响'>4.1 超声波作用时间对除垢率、溶液中总Ca²⁺离子浓度以及PH值的影响
• 2+离子浓度以及PH值的影响'>4.2 超声波作用功率对除垢率、溶液中总Ca²⁺离子浓度以及PH值的影响
• 2+离 子浓度以及PH值的影响'>4.3 超声波作用频率对除垢率、溶液中总Ca²⁺离 子浓度以及PH值的影响
• 2+离子浓度以及PH值的影响'>4.4 溶液温度对除垢率、溶液中总Ca²⁺离子浓度以及PH值的影响
• 2+离子浓度以及PH值的影响'>4.5 溶液流速对除垢率、溶液中总Ca²⁺离子浓度以及PH值的影响
• 4.6 声化学除垢与超声波除垢的对比研究
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果