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本文包含了污垢研究和低压电子杀灭军团菌研究两部分内容。这两个方面都与工业循环水有关,尤其是在现代建筑物的空调系统中,细菌和污垢存在相互联系。污垢的成分十分复杂,其形成是涉及到质量、动量和能量传递的复杂过程。污垢在换热设备中普遍存在,给换热设备的运行带来很大的危害。同时污垢在换热设备上的沉积也为众多微生物的生存提供了一个理想的环境,其中就包括军团菌这种有害细菌,因此开展工业循环水的结垢及杀菌研究具有现实意义。
在换热设备中所形成的污垢大多是混合垢,针对这种情况,本文分别对单纯的MgO颗粒垢以及含有MgO颗粒或Al2O3颗粒的混合污垢(简称MgO混合垢或Al2O3混合垢,其中另一种成分均为CaCO3)的形成过程进行了实验研究。结果表明,对单一成分的MgO颗粒垢,污垢的诱导期随颗粒浓度的减小而略有增加,而污垢热阻并不总是随颗粒浓度的减小而减小;在同样条件下,MgO混合垢热阻大于Al2O3混合垢热阻,MgO混合垢的热阻随流速的增大而减小,MgO颗粒浓度越高,结垢速率越快。污垢扫描电镜照片显示,混合污垢晶体的形态因所含颗粒的不同而不同,本文认为可能是不同种类混合垢的结垢规律不同所致。
同时进行了螺纹强化管污垢特性的实验研究,分别考察了冷水入口温度、溶液碱度、溶液流速和螺纹强化管的螺距对结垢过程的影响。实验结果表明,螺纹管的污垢热阻随着冷水入口温度、溶液碱度的增大而增大,随流速的增大而减小。螺纹管的螺距会影响污垢热阻的大小,在500mg/L硬度条件下,螺距较小的螺纹管污垢热阻较小,而螺距越大污垢热阻越接近光管;螺纹管与光管结垢对比实验表明,在500mg/L硬度条件下,螺纹管的污垢热阻小于光管;在低硬度条件(硬度300mg/L)时,却出现反常现象。MgO颗粒垢(颗粒浓度300mg/L)和MgO混合垢(MgO颗粒浓度300mg/L,溶液硬度300mg/L)实验表明,对于前者,螺纹强化管污垢热阻大于光管:对于后者,螺纹强化管的污垢热阻则小于光管。
最后利用自制的低压电子装置进行了杀灭军团菌的实验研究。结果表明,低压电子技术具有比较显著的杀菌效果,增大处理电压、溶液电导率及溶液中氯离子含量都会使杀菌率提高。根据实验结果,本文对低压电子杀灭军团菌的机理进行了初步分析。