高頻電磁水處理器的電磁場分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于電力、石油開采、鋼鐵、化工、礦山等工業(yè)領(lǐng)域，而污垢的存在引起換熱效率降低以及管道腐蝕，大大降低了循環(huán)冷卻系統(tǒng)的性能，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。近年來，高頻電磁除垢阻垢方法由于操作簡單、無污染、投資小等特點(diǎn)得到了廣泛的研究與應(yīng)用。
　　 本文從水垢的形成機(jī)理出發(fā)，分析了水垢的形成過程，包括晶核的形成、晶體的生長、晶體聚集。同時也分析了影響水垢形成的因素，主要有環(huán)境的不均勻性、溫度、雜質(zhì)、粘度、結(jié)晶速

2、度以及溶液的酸堿度(PH值)。詳細(xì)闡述了高頻電磁除垢阻垢的原理以及影響其效果的因素，對兩種常見的處理腔，即同軸式處理腔和螺線管式處理腔的電磁場分布進(jìn)行理論和仿真分析。分析認(rèn)為同軸式處理腔可以采用電準(zhǔn)靜態(tài)場近似法進(jìn)行分析，而螺線管式處理腔可以采用磁準(zhǔn)靜態(tài)場近似法進(jìn)行分析，進(jìn)而推導(dǎo)出了同軸式處理腔的電場強(qiáng)度及電場能量、螺線管式處理腔的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場能量的計算公式。在此基礎(chǔ)上，利用電磁仿真軟件ansoff Maxwell分析了處理腔的電場強(qiáng)

3、度、磁感應(yīng)強(qiáng)度，仿真結(jié)果與理論分析基本一致。然后，根據(jù)電磁場能量的計算公式計算了處理腔的電磁場能量，仿真結(jié)果表明當(dāng)施加相同激勵源，處理相同體積水時，同軸式處理腔的電磁場能量是螺線管式處理腔的9倍，因此推測同軸式處理腔的除垢阻垢效果優(yōu)于螺線管式處理腔。
　　 設(shè)計并完成了除垢阻垢實(shí)驗(yàn)。研究對比了高頻信號幅值和頻率以及不同水質(zhì)對阻垢效果的影響。實(shí)驗(yàn)過程中測量了鈣離子濃度、電導(dǎo)率、pH值、晶體粒度大小、觀察了晶體的形貌、計算了阻垢率。

4、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)激勵源幅值100V時，同軸式處理腔在激勵源頻率為66kHz和400kHz時阻垢效果最好，阻垢率達(dá)到59.5％，螺線管式處理腔在激勵源頻率為200kHz和300kHz時阻垢效果最好，阻垢率為48.3％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析和仿真分析的推測，即同軸式處理腔阻垢效果比螺線管處理腔更佳。通過改變激勵源幅值的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)激勵源幅值越大阻垢效果更好。進(jìn)行了同軸處理腔的掃頻實(shí)驗(yàn)，掃描頻率在350kHz～45kHz時阻垢率達(dá)到66.9％，比固