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面 :(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题。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。