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声波压制沉积的制约原因和用途依据的探讨
2014年12月18日 13:53 中国换热器网
实验设备及试剂超声波发生器(频率20KH2,功率120W可调),A型电导仪,JZHY-180界面张力仪,超级恒温水浴锅;所用试剂均为AR级。硬度对超声抑垢的影响通过静态阻垢模拟实验,调节溶液的[Ca2 ]和[Mg2 ]的总硬度,测得结果如所示。  抑垢率随硬度是先降后升,出现极小值。这是因为刚开始时Ca2 、Mg2 离子浓度较小,积垢量较少,超声作用的效果不明显。随着[Ca2 ]、[Mg2 ]浓度增大(200mgL-1),超声波空化作用和机械作用,使溶液中Ca2 、Mg2 在水中生成的晶粒速度加快,晶粒体积小,分散度高,不易形成大颗粒而沉积成垢,所以抑垢率也相应增大。由图可知pH在8左右有*大的抑垢率。这主要是因为无论是偏酸溶液还是偏碱溶液,都会产生酸碱腐蚀,促进了大晶体颗粒的形成而结垢,从而削弱了相应的超声处理效果。 其抑垢率是随着超声作用时间增大而陡升,但到10min后,再增加处理时间,抑垢效率不明显。另由可知,在处理相同时间(10min)随着超声波处理功率的增大,其抑垢曲线逐渐上升,但超声波功率超过20W后,其抑垢效果增大不很明显,而且两个实验条件下的动态实验的抑垢曲线和静态实验的抑垢曲线都相差不大,说明了动态实验和静态实验的抑垢效果相近。这是因为污垢从溶液中折出,是类似于结晶过程。由Avrami结晶速率方程可知:[url=http://www.ehuanbao.net.cn/news/html/qyzf/66.html]超声[/url]空化使溶液粘度下降,缩短成垢物质的结晶诱导期,增大成核速率[4],这样CO32-和Ca2 、Mg2 在溶液主体中生成的晶粒快且晶核半径小而分散,从而悬浮在溶液主体中。同时超声波的机械作用效应可增大液固界面的湍动程度,空化产生的微射流会促进溶剂向固体表面扩散以及固体粒子(积垢晶粒)从固体表面脱落的过程[5],从而达到抑垢的效果。至于动态实验,只是增大了溶液一定的湍动程度,而这种湍动程度相比于超声空化和机械作用所产生的湍动程度是比较微小的,所以曲线变化不大。
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