换热设备电磁防除垢技术研究-机械工程专业毕业论文.docx

分类号: 密级: UDC: 编号: 专业硕士学位论文(工程硕士)换热设备电磁防除垢技术研究硕士研究生:王鸿志指导教师:谭定忠 教授学位级别:工程硕士学科、专业:机械工程所在单位:机电工程学院论文提交日期:2014年5月论文答辩日期:2014年6月学位授予单位:哈尔滨工程大学ClassifiedIndex::ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster(MasterofEngineering)icAnti-foulingTechnologyonHeatTransferEquipmentCandidate: WangHongzhiSupervisor: : MasterofEngineeringSpecialty: MechanicalEngineeringDateofSubmission: May,2014DateofOralExamination: June,2014University: HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字):日期: 年 月 日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字): 导师(签字):日期: 年 月 日 年 月 日换热设备电磁防除垢技术研究摘 要随着我国工业持续高速发展,工业用水比重逐年增加,随之而来的是水系统结垢情况,特别是在电力、化工、石油、冶金等行业尤其严重。结垢一方面会降低换热设备的传热效率,增加能源消耗,另一方面加速设备老化,产生安全隐患。因此,开展防除垢方面的技术研究,具有非常显著的社会效益和经济效益。根据电磁场理论,运动的阳离子和阴离子受到电场力和洛伦兹力的作用且阳离子和阴离子的受力方向相反。电场和磁场高频换向,使得成垢离子即钙离子(Ca2+)和碳酸根离子(CO32-)所受电场力和洛伦兹力也高频换向,Ca2+和CO32-高频震荡,增加了成垢离子相互碰撞结合的几率,促进形成悬浮在溶液中的CaCO3晶体,避免或减少换热面上CaCO3晶体的形成和生长,从而达到防垢、除垢的目的。本文对电磁场防除垢的机理进行了研究,对电磁防除垢技术中的关键理论进行了研究和数值分析,分析了晶体结构变化和不同电磁场形式对除垢效果的影响;建立了螺线管内电磁场、水体感生电流、通电螺线的电感、循环冷却水流体特征的数学模型;研究了电磁场与线圈匝数、电流、频率、螺线管尺寸等因素的关系;对处理腔中的电磁场模型进行了数值分析,研究了管壁材质、线圈匝数等参数变化对电磁场的影响以及入口流速和管径对流体特征的影响,得到了用于防垢、除垢的最佳电磁场参数和流体参数;设计了电磁防除垢信号发生装置,实现了输出定频、PWM、扫频等形式的交变方波信号的功能;模拟实际工况,设计了循环冷却水系统,对电磁场防除垢技术进行了实验研究,改变螺线管匝数、激励信号的波形与频率等电磁场参数,对各参数下的防垢率进行了对比、对经电磁处理和未经处理的水垢进行了SEM和XRD对比分析,探究了一般工况下的最佳电磁场防垢参数,并实验验证了最佳电磁防垢参数的除垢效果。关键词:电磁;换热设备;防垢;除垢