直流脉冲水处理系统感生电流解析建模及激磁线圈优化

为了准确定量研究直流脉冲水处理系统阻垢机理,提出基于微弱感生电流解析模型的阻垢效果评价方法。对直接决定阻垢效果的溶液感生电流进行解析建模,得到感生电流的解析表达式。用感生电流对溶液做功的平均功率衡量感生电场对溶液作用的强弱,并且基于平均功率与激磁线圈尺寸参数之间的函数关系得到激磁线圈的优化方法,用精确度较高的二维有限元分析方法对实例系统的溶液感生电流进行计算,计算结果与感生电流解析式得到的结果较好地吻合,平均计算误差为3.58%,验证了模型的正确性。激磁线圈优化设计表明,在一定的线圈尺寸约束条件下,线圈匝数越少,线圈半径越小,则平均功率越大。特别是在水管半径已经确定的前提下,当线圈的长度等于线圈直径时,可使平均功率达到最大值,当半径为0.01、0.03、0.05 m,线圈匝数为20、30、50时,平均功率最大值可以达到6×10-6、3×10-76、×10-8 W。