循環(huán)冷卻水的熱阻監(jiān)測(cè)與高頻阻垢實(shí)驗(yàn)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(fèi)能源，而且影響設(shè)備安全，增加運(yùn)行維護(hù)費(fèi)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(diǎn)，高頻電磁水處理法操作簡(jiǎn)單、無(wú)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(cè)系統(tǒng)對(duì)于尋求最佳抑垢方法，對(duì)于揭示污垢微觀形成和抑制過程，對(duì)于推動(dòng)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(shí)出發(fā)，介紹了污垢的基本分類和形成過程的理論，對(duì)非熱學(xué)法和熱學(xué)法的污垢檢測(cè)技術(shù)做了簡(jiǎn)要介紹，重點(diǎn)介紹了熱學(xué)法中的國(guó)內(nèi)外熱阻的監(jiān)測(cè)研究狀況以及高頻電磁阻垢方法。本文對(duì)熱阻監(jiān)測(cè)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了舉例和比較，詳細(xì)推導(dǎo)了擬采用的熱阻計(jì)算數(shù)學(xué)模型并研制了循環(huán)水高頻電磁阻垢平臺(tái)，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(cè)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(duì)冷卻水施加高頻方波脈沖。熱阻監(jiān)測(cè)部分主要針對(duì)套管式換熱器的換熱性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，選用了高靈敏度的PT1000傳感器，設(shè)計(jì)了基于8051單片機(jī)的下位機(jī)溫度采集系統(tǒng)和采用LabVIEW編寫的上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)熱阻的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示。
　　設(shè)計(jì)并完成了針對(duì)循環(huán)冷卻水的高頻電磁阻垢實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)量了水中電導(dǎo)率、pH值和晶體粒度，結(jié)合熱阻的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，研究了空白組和不同頻率

4、的高頻信號(hào)的阻垢效果。每組實(shí)驗(yàn)持續(xù)12小時(shí)，對(duì)每次實(shí)驗(yàn)的電源輸出的電壓和電流波形使用示波器進(jìn)行記錄保存。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算高頻電磁阻垢系統(tǒng)的運(yùn)行功耗進(jìn)行計(jì)算，使用Matlab的FFT函數(shù)分析得出每組實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。而觀察最后的阻垢效果，電導(dǎo)率、pH值和晶體粒度的檢測(cè)結(jié)果表明100kHz和200kHz在四組高頻信號(hào)中具有較好的阻垢效果，同時(shí)熱阻監(jiān)測(cè)的結(jié)果和此相吻合。其高頻阻