水流近壁面水力剪切力对滴灌系统碳酸钙污垢的影响

针对目前水动力学条件对滴灌系统碳酸钙污垢形成的影响及适宜的污垢控制阈值尚不明确的问题,该研究对不同近壁面水力剪切力(0~0.70 Pa)下的滴灌系统附着碳酸钙污垢总量、晶相组成及表观形貌进行了分析。结果表明:不同剪切力显著(P<0.05)影响了碳酸钙污垢的形成,随着剪切力的增大碳酸钙污垢的总量呈现先增高后降低的趋势,最大碳酸钙污垢形成量的剪切力为(0.42±0.02)Pa。剪切力较低(0~0.42 Pa)时,随着剪切力的增大碳酸钙晶体的尺寸逐渐变大,Ca^(2+)和CO_(3)^(2-)的碰撞几率增加且晶体成核效率提高,使得碳酸钙污垢总量呈现增加趋势;剪切力较高(0.42~0.70 Pa)时,随着剪切力的增大碳酸钙晶体大小逐渐减小,且晶体由于高剪切力的作用发生破碎和脱落,使得碳酸钙污垢总量呈现下降趋势。建议灌水器流道近壁面水力剪切力控制在0~0.24 Pa和0.65~0.70 Pa,以减少碳酸钙污垢的形成。该研究结果可为高抗堵塞灌水器的研发以及劣质水滴灌技术的应用和推广提供支撑。

循环冷却水系统除碳酸钙污垢的研究进展

循环冷却水浓缩倍数的提升会加剧换热设备的结垢,同时,工业规模循环冷却水系统的循环冷却水量和排污量也严重制约着阻垢剂和除垢方法的选择。对传统化学阻垢剂、基于石化产品的绿色阻垢剂、基于生物提取物的绿色阻垢剂的特点进行了分析总结,介绍了阻垢剂的研究现状并分析了阻垢剂的发展趋势;简述了常用的物理除垢方法及其研究进展,指出这类方法存在对换热设备的损伤和较低的除垢能力问题;阻垢剂和物理方法组合使用的相关研究表明,物理方法会显著影响阻垢剂的性能。结合循环水系统除垢的研究现状,对除垢的技术发展进行了总结和展望,提出了对阻垢剂和除垢方法使用的建议以及解决相关问题的新思路。

换热管外壁的水膜在空气中蒸发时碳酸钙污垢生长特性的研究

为研究换热管外壁污垢的生长特性,搭建了模拟换热管外壁水膜在空气中蒸发的实验装置。在不同喷淋水质量浓度和气水流向下研究了污垢热阻的变化,并对污垢进行了电镜形貌分析。结果表明:在横流状态下污垢生长最快;在低喷淋水质量浓度时气水流向对污垢热阻的影响较大;随着喷淋水质量浓度的增大,气水流向对污垢生长的影响逐渐减小;污垢晶型呈典型方解石特征,少数污垢呈团聚状态,而多数污垢呈零散状态,说明污垢的生长是沉积和脱除的叠加过程。

强化蒸发管形成碳酸钙污垢的特性研究

以强化蒸发管结垢为研究对象,研究CaCl_2-Na_2CO_3溶液在光管、平直斜翅管和锯齿斜翅管表面的结垢规律。采用确定初始成垢离子浓度的方法,即该实验是在结垢过程中不再加入成垢离子,针对几种不同类型的强化换热管及光管分别进行不同温度不同流速下的阻垢效果测试。实验结果表明:1号平直翅片管形成的污垢最多,且远远大于光管的污垢值;2号平直翅片管形成的污垢最少;锯齿形翅片管的污垢阻值与光管相近,阻垢类型相似。

基于电导滴定法的碳酸钙成垢诱导期实验研究

基于碳酸钙成垢过程动力学与电导滴定过程电导率随滴定时间变化特征的对比分析,本文拟议了一个碳酸钙成垢诱导期的定义;基于自主研制的模拟实验检测装置进行的实验表明:可在线、实时准确测定碳酸钙成垢诱导期及其定义中的各时间段,可同期检测滴定过程中溶液钙、碳酸根等离子浓度、碳酸钙成核速率、生长速率、反应级数等参数,其中测得的分数反应级数证实了非线性化学的一个理论推断。实验检测结果还表明:所拟定的碳酸钙成垢诱导期定义既可确切反映碳酸钙成垢过程又易于被准确检测。

低温多效海水淡化装置中污垢的形成

为去除海水淡化装置换热面产生的污垢物质,提出采用低温多效海水淡化实验模拟装置,以海水为研究对象,模拟低温多效海水淡化装置中第一效的运行工况,并通过X射线相解析（XRD）、扫描电镜（SEM）和涂层测厚等技术手段,对换热管表面CaCO3析晶污垢特征、相分组成及碳酸钙污垢形成规律进行探索.模拟实验结果显示：在真空压力为120 mmHg、温度为68 ～ 72℃条件下,钛钢管表面析出的CaCO3污垢不断沉积,到60h时,污垢厚度达到最大值（585 μm）.钛钢管表面CaCO3析晶污垢结构疏松,主要为方解石晶相和少量文石晶相.方解石遇酸即起泡溶解,对设备酸洗效果极为有利.

pH对换热表面黄铜碳酸钙结垢特性的影响

影响换热表面上污垢的主要成份碳酸钙结垢的因素除了热流密度、流体温度、换热面温度以及流速外,溶液的pH值也有着重要作用。在35℃、0.5 mmol/L CaCO3溶液中,通过静态反应法研究CaCO3在黄铜表面的生长特性,通过采用称重法获得不同时间结垢重量及采用扫描电子显微镜(SEM)获得不同时间污垢的微观形貌,得出pH对碳酸钙结垢的影响:水质上,pH值越高越促进结垢,结垢诱导期越短;表面污垢覆盖率上,pH11黄铜大于pH10黄铜-晶型上,在pH11下文石的比例大幅降低、主要是方解石,而pH10下主要是文石.