靜電場對碳酸鈣溶液結(jié)晶影響的分子動力學(xué)研究.pdf

1、水垢沉積給工業(yè)及民用設(shè)備帶來許多經(jīng)濟(jì)、技術(shù)問題。化學(xué)控垢措施不僅易造成環(huán)境污染，而且極易腐蝕設(shè)備，縮短使用壽命。而采用靜電水處理技術(shù)作為控垢措施，由于具有易操作、無污染、結(jié)構(gòu)簡單、效果顯著、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外日漸興起，成為水處理的發(fā)展方向之一。但是由于水系統(tǒng)本身比較復(fù)雜，水的結(jié)構(gòu)眾說紛紜，因此在對靜電作用機(jī)理進(jìn)行理論解釋時遇到了一些困難。目前，靜電水處理技術(shù)的研究及評定工作多依賴于實(shí)驗(yàn)或理論推測，易造成時間、人力、物力的浪費(fèi)，加

2、上實(shí)驗(yàn)手段誤差大，未能得到一種較完整的能解釋靜電作用效果的機(jī)理分析，迫切需要引入新的研究方法進(jìn)行分析。本文用分子動力學(xué)模擬的方法，從微觀上分析探討了靜電水處理技術(shù)的作用機(jī)理，為靜電水處理技術(shù)的研究提供理論依據(jù)。鑒于水垢主要附著沉積于各種水管、冷卻裝置內(nèi)面的陳垢層上，本文主要計算了靜電處理前后，方解石晶面及鐵晶面上成垢過程的各項(xiàng)參數(shù)，對吸附能、對關(guān)聯(lián)函數(shù)、自擴(kuò)散系數(shù)的變化做了詳細(xì)討論。結(jié)果表明，靜電處理能有效地阻止游離態(tài)Ca2+、CO32

3、-離子在成垢晶面上的吸附過程，吸附能降幅高達(dá)120％，達(dá)到了阻垢的效果；方解石晶面上的Ca2+與水系統(tǒng)中O原子的對關(guān)聯(lián)函數(shù)的出峰位均在0.23nm附近，表明二者形成離子鍵，垢體分子容易水解；自擴(kuò)散系數(shù)的變化導(dǎo)致水溶液的各向異性明顯增強(qiáng)，各方向活性的不同使垢晶不能按晶體生長動力學(xué)理論通過臺階產(chǎn)生的運(yùn)動正常生長，堆積狀態(tài)發(fā)生變化，從而對垢體的形狀產(chǎn)生影響。隨著環(huán)境保護(hù)形勢的日益嚴(yán)峻和水資源的日漸緊缺，靜電水處理技術(shù)將得到愈來愈廣泛的重視，對