循環(huán)冷卻水的熱阻監(jiān)測與高頻阻垢實驗研究.pdf

1、污垢廣泛存在于各種換熱設(shè)備中，不但降低了換熱設(shè)備的換熱效率，浪費能源，而且影響設(shè)備安全，增加運行維護費用，造成的危害是多方面且巨大的。傳統(tǒng)的化學(xué)水處理法雖高效但存在污染環(huán)境和成本高等缺點，高頻電磁水處理法操作簡單、無污染、能耗低，受到了廣泛研究與應(yīng)用。而水處理過程中，一套在線的、準(zhǔn)確的、高效的抑垢監(jiān)測系統(tǒng)對于尋求最佳抑垢方法，對于揭示污垢微觀形成和抑制過程，對于推動水處理行業(yè)不斷蓬勃發(fā)展具有非常重大的意義。
　　本文從污垢的基本知

2、識出發(fā)，介紹了污垢的基本分類和形成過程的理論，對非熱學(xué)法和熱學(xué)法的污垢檢測技術(shù)做了簡要介紹，重點介紹了熱學(xué)法中的國內(nèi)外熱阻的監(jiān)測研究狀況以及高頻電磁阻垢方法。本文對熱阻監(jiān)測的數(shù)學(xué)模型進行了舉例和比較，詳細推導(dǎo)了擬采用的熱阻計算數(shù)學(xué)模型并研制了循環(huán)水高頻電磁阻垢平臺，包括微型循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、高頻電磁阻垢系統(tǒng)和熱阻監(jiān)測系統(tǒng)。微型循環(huán)冷卻水系統(tǒng)模擬工業(yè)循環(huán)水結(jié)構(gòu)，完整包含了熱水循環(huán)部分、冷卻水循環(huán)部分以及換熱部分。高頻電磁阻垢系統(tǒng)包含高頻電磁

3、發(fā)生器和高頻電磁處理腔，同軸式處理腔被當(dāng)做管道的一部分接入到冷卻水循環(huán)部分，對冷卻水施加高頻方波脈沖。熱阻監(jiān)測部分主要針對套管式換熱器的換熱性能進行監(jiān)測，選用了高靈敏度的PT1000傳感器，設(shè)計了基于8051單片機的下位機溫度采集系統(tǒng)和采用LabVIEW編寫的上位機，實現(xiàn)熱阻的實時監(jiān)測顯示。
　　設(shè)計并完成了針對循環(huán)冷卻水的高頻電磁阻垢實驗，在實驗過程中測量了水中電導(dǎo)率、pH值和晶體粒度，結(jié)合熱阻的實時監(jiān)測，研究了空白組和不同頻率

4、的高頻信號的阻垢效果。每組實驗持續(xù)12小時，對每次實驗的電源輸出的電壓和電流波形使用示波器進行記錄保存。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算高頻電磁阻垢系統(tǒng)的運行功耗進行計算，使用Matlab的FFT函數(shù)分析得出每組實驗的功耗均非常低，從0.35W到0.47W，所以高頻電磁阻垢系統(tǒng)具有低功耗的優(yōu)點。而觀察最后的阻垢效果，電導(dǎo)率、pH值和晶體粒度的檢測結(jié)果表明100kHz和200kHz在四組高頻信號中具有較好的阻垢效果，同時熱阻監(jiān)測的結(jié)果和此相吻合。其高頻阻