用于超聲波除垢的凝汽器聲學特性分析與仿真.pdf

1、金屬管道內部循環(huán)冷卻水的結垢現象一直是困擾人們的問題，特別是在化工、石油、冶金、電力等行業(yè)尤其嚴重。結垢一方面會降低換熱設備的傳熱效率，增加能源消耗；另一方面將會縮短設備壽命，引起生產事故。因此，開展除垢方面的技術研究及應用具有非常顯著的經濟效益和社會效益。
　　目前，換熱設備的除垢方法一般分為機械方法和化學方法兩種，每種方法都有自身的適用場合及優(yōu)勢，但對它們的綜合除垢效益評價均不甚理想。近年來，人們不斷探索和研究新的除垢方法，超

2、聲波除垢法由于其良好的綜合除垢效益而得到了越來越廣泛的應用。當超聲波作用于流體媒質時，將產生一系列的物理和化學效應，使得流體中的成垢物質在超聲場作用下其物理形態(tài)和化學性質均發(fā)生改變而被分散和粉碎，從而達到除垢的目的。
　　超聲波作用于流體時的空化效應是其除垢的主要機制，即指存在于液體中的微小氣泡在超聲波由于縱向傳播而形成的正負壓強交替作用下持續(xù)受到拉伸或壓縮，當聲壓達到一定值時發(fā)生的氣泡生長與崩潰的動力學過程。本文對空化氣泡的Ra

3、yleigh模型方程進行了數值分析，用以研究聲場頻率、聲場聲壓、液體溫度和液體粘滯系數等參數變化時對空化作用的影響關系，并繪制了相應的變化曲線，由此從理論上得到了獲得較好空化效果的參數選取原則，即較低的超聲頻率、較高的超聲功率、合適的液體溫度、較低的液體粘滯系數有利于獲得更好的空化效果。
　　超聲波除垢效果還受實際工況、流體參數、布置形式等因素影響，本文對凝汽器模型進行了雙向流固耦合分析，在實際工況、流體參數一定的情況下，研究了不