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超声波除垢设备除垢的原理分析
发布时间:2015-10-21   点击次数:728次
      当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。人类耳朵能听到的声波频率为20~20,000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时,便听不见了。因此把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。超声波除垢设备主要是利用超声波的“空化”效应、“活化”效应、“剪切”效应、“拟制”效应,使用强声场处理流体,让流体中成垢物质在超声场作用下,其物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。
 
1、“空化”效应:
 
   超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35w/cm2,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到zui大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。
 
2、“活化”效应:
 
    超声波在液体中通过“空化”作用,可以使水分子裂解为H·自由基OH·自由基。而OH·自由基与积垢物质离子可以形成诸如CaOH、MgOH等的配合物,从而增加水的溶解能力,使其溶解积垢的能力相对提高,也就是说,超声波能提高流动液体和积垢物质的活性,使积垢物质在液体中形成分散沉积体而不在管壁上形成硬垢。
 
3、“剪切”效应:
 
    当超声波由结垢换热器金属外表面向里传播时,即会引起金属换热界面上的垢质随金属振动,但由于垢质和金属的性态和弹性阻抗不同,垢质与金属会在换热界面上形成剪切应力作用。作用导致界面上的垢质层疲劳、裂纹、破碎而脱落,这就是剪切效应。
 
4、“抑制”效应:
 
    通过超声波的作用改变液体主体的物理化学性质,能抑制水中离子在壁面处的成核和长大。因此,减少粘附于换热面上成垢离子的数量。实践研究证明,超声波作用时间越长防止成垢物质结垢效果越佳。总之,水在超声波作用下,当超声波能量足够大时,即“功率超声”能够在常温、常压的环境条件下,使传导介质中产生短促的,局部的,极大的高温、高压、高强电场的极端物理环境,液体会产生所谓的“声空化效应”从而引发许多力学、物理、化学、生物等效应,达到液体中防垢、除垢目的。
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