污垢是熱的不良導體,其存在不僅會導致換熱設備的傳熱性能下降,而且造成極大的經濟損失和能源浪費。工業界常采用化學除垢方法,但是化學除垢法成本高,對環境有污染,需要專人管理。超聲波阻垢技術是近幾年發展起來的新技術,具有效率高、性能可靠、操作簡便、運行成本低等優點,而且對環境無污染,具有良好的應用前景。
超聲波技術在鍋爐水處理、設備清洗等方面得到廣泛應用,國內學者對此進行了多方面的研究。超聲防除垢裝置具有防垢和除垢的雙重作用,使傳熱系數增大0.6~0.8倍。超聲波的功率、頻率越高,空化效果越強,結垢速率下降,在功率15W、頻率20~30kHz時防垢效果更為明顯。超聲技術在工業除水垢方面的作用,發現超聲波處理能夠使除垢效果提高2~8倍。超聲波具有明顯抑垢能力,20kHz的超聲波對硬水進行2s的超聲處理,即可有效抑制碳酸鈣結垢,阻垢率達90%以上。超聲波具有明顯的阻垢效果,20kHz的超聲波延緩碳酸鈣結晶,使阻垢率達到85%以上。超聲波對循環水系統腐蝕、結垢和微生物生長的影響,經超聲波處理后的溶液中鈣離子濃度和總堿度明顯降低,溶液PH略有增大。超聲波功率和流速對超聲除垢效果的影響。結果表明:超聲波功率及流速越大,除垢效果越好。
本文研究了超聲波處理不同溫度、硬度條件下的阻垢性能。超聲波水處理具有較為明顯的阻垢效果。水溫較高時,阻垢效果更好。水溶液硬度更高時,超聲波阻垢機理更為復雜。頻率為28kHz的超聲波阻垢效果優于頻率為40kHz的超聲波。