交變磁場水處理裝置的研制與阻垢除垢的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、工業(yè)循環(huán)冷卻水的結(jié)垢問題最常見的解決方法是化學(xué)法,其最大的優(yōu)點(diǎn)即阻垢效果明顯。近年來,物理法解決結(jié)垢問題也越來越受到關(guān)注。
　　本文首先運(yùn)用分子動力學(xué)仿真軟件Material Explorer研究了恒定磁場的阻垢除垢效果。在研究磁場的阻垢效果時,重點(diǎn)研究了鈣離子與碳酸根離子間的徑向分布函數(shù)隨著磁場的加入所產(chǎn)生的變化。研究發(fā)現(xiàn),磁場的阻垢效果與磁通密度有關(guān),但兩者不是單調(diào)函數(shù)的關(guān)系,而是多極值關(guān)系。磁場阻垢效果受溫度的影響,當(dāng)溫度低

2、于溫度閾值時,阻垢效果明顯;當(dāng)溫度高于溫度閾值時,沒有阻垢效果。在研究磁場的除垢效果時,重點(diǎn)研究了水分子與方解石晶體間徑向分布函數(shù)隨磁場的作用所引起的變化,研究發(fā)現(xiàn):無論磁場的磁通密度、磁場的方向、溫度如何改變,磁場的除垢效果始終沒有出現(xiàn),即否定了磁場的除垢效果。
　　本文提出一種新型的雙極性交變磁場的發(fā)生裝置,并將其與電磁發(fā)生裝置進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)的比較。以產(chǎn)生氣隙磁通密度為0.1T為目標(biāo),研究了采用兩種發(fā)生裝置的可行性。對于電磁發(fā)生裝

3、置,重點(diǎn)分析了載流螺線管產(chǎn)生磁通密度為0.1T所需的電流值、銅導(dǎo)線的截面積、線圈的層數(shù)等。運(yùn)用ANSYS磁場分析模塊重點(diǎn)研究了異極相對的永磁體氣隙磁通密度與氣隙間距及磁體特性的關(guān)系。研究表明,異極相對的永磁體間氣隙磁場受到距離的影響,距離越小,磁通密度越強(qiáng);同時,永磁體自身的剩磁也影響氣隙磁通密度,剩磁越大,磁通密度越強(qiáng)。在評估兩種發(fā)生裝置的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性與運(yùn)行穩(wěn)定性后,決定采用釹鐵硼N35型永磁體旋轉(zhuǎn)的方式產(chǎn)生交變磁場,并選取兩磁

4、極間距為3cm,其氣隙磁通密度能達(dá)到0.1T。在單相異步電動機(jī)定子電壓輸入端串入電子調(diào)速開關(guān),從而保證交變磁場的頻率實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié),完成了設(shè)計技術(shù)指標(biāo):磁通密度為0.1T,頻率40Hz-95Hz可調(diào)的雙極性磁場發(fā)生裝置。
　　最后,運(yùn)用上述交變磁場發(fā)生裝置完成了阻垢實(shí)驗(yàn)。首先,在實(shí)驗(yàn)條件完全一致的條件下,進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn),并對三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢驗(yàn),檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在本文中的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是具備實(shí)驗(yàn)重復(fù)性的。然后,進(jìn)行了恒定磁場一組、交變磁場四組