交變磁場水處理裝置的研制與阻垢除垢的實驗研究.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,當溫度低

2、于溫度閾值時,阻垢效果明顯;當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)生裝置進行優(yōu)缺點的比較。以產(chǎn)生氣隙磁通密度為0.1T為目標,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。運用ANSYS磁場分析模塊重點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;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。在評估兩種發(fā)生裝置的先進性、經(jīng)濟實用性與運行穩(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到0.1T。在單相異步電動機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現(xiàn)平滑調(diào)節(jié),完成了設(shè)計技術(shù)指標: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,運用上述交變磁場發(fā)生裝置完成了阻垢實驗。首先,在實驗條件完全一致的條件下,進行了三組實驗,并對三組實驗的數(shù)據(jù)進行了檢驗,檢驗發(fā)現(xiàn)在本文中的實驗系統(tǒng)是具備實驗重復(fù)性的。然后,進行了恒定磁場一組、交變磁場四組