纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)阻垢效能優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、水垢問(wèn)題一直是困擾人類(lèi)日常生活和生產(chǎn)的重要問(wèn)題,它的存在不但嚴(yán)重影響人們的身體健康,而且會(huì)降低工業(yè)生產(chǎn)中的能量交換效率,并導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)(circumvolute electronic pulse water treatment system,簡(jiǎn)稱(chēng)CEPWT系統(tǒng))是一種基于交變電場(chǎng)阻垢原理的水處理系統(tǒng),被廣泛應(yīng)用于解決工業(yè)硬水及民用硬水的水垢問(wèn)題,其阻垢效果較為顯著。但是到目前為止,交變電場(chǎng)的阻垢機(jī)理還沒(méi)有被

2、人們完全掌握,因此纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)在實(shí)際的工程應(yīng)用中缺乏可靠的理論指導(dǎo),從而導(dǎo)致了系統(tǒng)阻垢性能的不穩(wěn)定。本文研究的目的是在完善交變電場(chǎng)阻垢機(jī)理研究結(jié)論的基礎(chǔ)上,探索纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化方法,為纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)阻垢性能的優(yōu)化提供可靠的理論基礎(chǔ)。
　　本文緊緊圍繞纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)阻垢性能優(yōu)化這一主題,針對(duì)國(guó)內(nèi)外在交變電場(chǎng)阻垢機(jī)理研究過(guò)程中存在的爭(zhēng)議問(wèn)題,應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法從微觀層面上實(shí)現(xiàn)了對(duì)交變

3、電場(chǎng)阻垢機(jī)理的研究;針對(duì)當(dāng)前纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中缺乏理論指導(dǎo)的現(xiàn)狀,通過(guò)建立系統(tǒng)等效電路數(shù)學(xué)模型并結(jié)合交變電場(chǎng)阻垢機(jī)理以及電場(chǎng)作用下的電解質(zhì)溶液理論,確立了系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化方法,該方法為纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)在實(shí)際工程中的高效應(yīng)用提供了重要的理論指導(dǎo)。
　　針對(duì)目前交變電場(chǎng)阻垢機(jī)理尚不明確以及缺乏交變電場(chǎng)作用下硬水溶液微觀結(jié)構(gòu)變化研究結(jié)論的問(wèn)題,本文應(yīng)用非平衡分子動(dòng)力學(xué)方法研究了交變電場(chǎng)對(duì)CaCl2溶液微觀結(jié)構(gòu)及熱

4、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響,通過(guò)對(duì)CaCl2溶液中鈣離子的徑向分布函數(shù),以及鈣離子和水分子的自擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算,觀察水合鈣離子的離子半徑、鈣離子及水分子的擴(kuò)散速率在施加交變電場(chǎng)前后的變化,并進(jìn)一步詳細(xì)分析了CaCl2溶液微觀結(jié)構(gòu)及熱動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的變化對(duì)碳酸鈣沉淀生成及生長(zhǎng)過(guò)程的影響,從微觀層面上較好的解釋了交變電場(chǎng)的阻垢機(jī)理。
　　針對(duì)目前缺乏對(duì)纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)工作過(guò)程精確控制的方法,并且對(duì)輸水管材料的選擇以及激磁信號(hào)波形的選擇缺乏理論指

5、導(dǎo)的問(wèn)題,建立了系統(tǒng)的等效電路數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,該模型可較好地描述纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)在整個(gè)時(shí)域內(nèi)的工作狀態(tài);運(yùn)用有限元方法研究了感生磁場(chǎng)在不同材料水管中的分布,實(shí)現(xiàn)了對(duì)最優(yōu)輸水管材料的選擇;提出了一種可有效簡(jiǎn)化纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型求解過(guò)程的方法,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)最優(yōu)激磁信號(hào)波形的選擇。
　　為確定阻垢效果與纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,建立了溶液中感生電流的近似表達(dá)式;在基于之前得