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超声波除垢的影响因素分析

[导读]针对工业生产过程中结垢的问题,采用超声波除垢法对其进行除垢。为了深入了解超声波除垢的方法,分析了超声波除垢的机理,总结了超声波参数、换热介质参数和换热器参数等因素对超声波除垢效率的影响。这些为实际指导超声波除垢的各参数选择提供依据。同时,也指出进一步提高超声波除垢效率的途径是深入研究空化的机理和从多参数协同的角度研究对除垢效率的影响。

在工业生产过程中,换热器内管道结垢是一个很普遍的现象,污垢的存在降低了换热设备的传热能力,增加了流动阻力,造成很大的经济损失因此,有效的除去污垢很有必要。常用的管道除垢方法有多种,如:机械清洗、化学清洗、反冲洗、离子交换和超声波除垢等。在实际使用中,超声波除垢法要优于其它几种除垢法,已被广泛应用于电力、化工、石油等行业。


国内外学者对超声波除垢的影响因素做了大量研究,本文分析总结了这些研究,得到了在各因素下,超声波除垢效率的最大值,为选择合适参数提高超声波除垢率提供了依据。


1 超声波除垢的机理

超声波除垢的机理主要表现为空化效应、活化效应、剪切效应和抑制效应,而其中最为关键的是空化效应。因此,本文主要探讨各因素对超声波空化效应的影响。


2 超声波除垢的影响因素 :(1) 超声波参数:功率、频率、驻波;(2) 换热介质参数:温度、流速、粘滞系数、表面张力系数、蒸汽压、液体中含气量和气体种类、液体含碱性物质的浓度和种类;(3) 换热器参数:管道的形状、管道的口径;(4) 其它:环境压力、换能器中心与管道的夹角。



3 总 结

我国每年由于污垢问题所造成的经济损失约占GDP 的 0. 25%。在日常生活和工业生产过程中,结垢是一个很普遍的问题。据 Steinhagen 等人对新西兰 1100 家企业的 3000 台各类换热器的调查表明,90% 以上的换热器都存在不同程度的结垢问。统计 2001 年我国各行业由于污垢问题导致的经济损失约为 287. 99 亿元。由此可见,解决污垢问题是个迫在眉睫的事。因此,对于超声波除垢的影响因素分析,能够为超声波在除垢过程中的参数选择提供依据,使超声波的除垢效率最大,有效的解决污垢的问题,使经济损失最小化。对于超声波空化机理的深入研究,有利于从理论上指导实际操作,优化超声波除垢的影响因素选择,提高除垢的效率。同时,对于超声波除垢的影响因素,都是从单一因素着手研究的,很少有从多因素角度考虑的。如:液体的表面张力系数和温度都对液体的粘滞系数有一定的影响。因此,研究多因素协同对超声波空化效果的影响,得到因素之间的相互影响关系,可以更好的提高超声波除垢的效率,最终为实际应用超声波除垢时,作为各项参数选择的依据。



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