[發明專利]基于組合式磁場的磁式水處理方法

有效

• 申請號: 201310445451.1
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103496767A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 王建國;文孝強;黃俊峰;辛宏偉;張秀宇
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種基于組合式磁場的磁式水處理方法，其特征包括：一段非導磁材料制成的水管，一由交變磁場和可調永磁場構成的組合式磁場裝置，交變磁場的磁場方向與工質流動方向相垂直，或交變磁場的磁場方向與工質流動方向相平行，可調永磁場與工質流動方向相垂直，其方法步驟包括：

1）將一段非導磁材料制成的水管接入換熱器管道入口；

2）將組合式磁場裝置裝設于一段非導磁材料制成的水管四周或兩側，以建立用于水處理的組合式磁場；

a）在組合式磁場裝置的交變磁場上接入信號發生器；

b）將組合式磁場裝置的可調永磁場體裝設于一段非導磁材料制成的水管兩側，以建立可調永磁場；

3）啟動水泵，使工質以一定的流速依次流經組合式磁場裝置的交變磁場和可調永磁場，之后進入換熱器進行熱交換，吸收熱量；

4）啟動在線監測系統，采集水質參數、溫度、流速等信號，計算污垢熱阻；

5）將步驟4）所采集到的參數輸入西門子SIMATIC?IPC547C工控機數據采集處理系統，進行數據的記錄、保存及處理；

6）改變交變磁場頻率、功率及可調永磁場的磁場強度，重復以上步驟1）～5），最后通過對比分析，得出一定流速下最佳水處理效果所對應的磁場參數。

2.根據權利1所述的基于組合式磁場的磁式水處理方法，其特征是，步驟1）所述一段非導磁材料制成的水管，其材質為非導磁材料，用以增強作用于工質的磁場強度，同時減小電磁干擾；其管徑應與換熱器接入部位管徑相同，以減小節流損失；其長度應保證組合式磁場裝置的接入，組合式磁場裝置內的相互間磁場的干擾可忽略不計。

3.根據權利1所述的基于組合式磁場的磁式水處理方法，其特征是，步驟2）所述的組合式磁場由交變磁場和可調永磁場組成，交變磁場由裝設于一段非導磁材料制成的水管兩側的螺線管線圈構成，其磁場方向與工質流動方向相垂直，或由纏繞在該水管上的螺線管線圈構成，其磁場方向與工質流動方向相平行；可調永磁場由兩塊平行的N極、S極相向布置的永久磁體構成；其結構包括導磁材料制成的連接板、固定永磁體和活動永磁體；導磁材料制成的連接板的上面設置導磁材料制成的固定磁軛和移動磁軛，固定磁軛與導磁材料制成的連接板固連，移動磁軛與導磁材料制成的連接板滑動連接，固定永磁體固連在固定磁軛上，活動永磁體固連在移動磁軛上，不導磁材料制成的螺釘穿裝在移動磁軛上設置的螺紋孔內與其螺紋連接，螺釘的端頭與固定磁軛接觸。

4.根據權利1所述的基于組合式磁場的磁式水處理方法，其特征是，步驟2所述的螺線管線圈，其所產生的磁場強度為0～0.5T，且平滑可調；其磁場方向與工質流動方向垂直或平行；自制的信號發生器具有連續信號、掃頻信號、函數信號、脈沖信號等多種輸出信號并具有多種調制方式和外部測頻功能，其所產生的交變信號的頻率范圍為0～1M?Hz，且平滑可調。

5.根據權利1所述的基于組合式磁場的磁式水處理方法，其特征是，步驟2）所述的可調永磁場，其所產生的磁場強度為0～1.0T，且平滑可調；永磁體寬度相同且大于一段非導磁材料制成的水管的直徑，以達到使整個水管置于該可調永磁場的目的；

所述可調永磁場方向與一段非導磁材料制成的水管內工質的流動方向垂直；通過調節固定磁軛和移動磁軛的距離，可以改變所述永磁場的磁場強度。

6.根據權利1所述的基于組合式磁場的磁式水處理方法，其特征是，步驟3）所述的工質，其流速范圍為0.1～2.0m/s，且可以實現平滑調節；工質進入換熱器，是吸熱過程；換熱器為管式換熱器。

7.根據權利1所述的基于組合式磁場的磁式水處理方法，其特征是，步驟4）所述的監測系統，

（1）采用DS18B20測量溫度；其溫度測點分別置于換熱器入水口、換熱器的出水口、換熱器的管壁；所測得溫度參數包括，換熱器入水口溫度，換熱器出水口溫度及換熱器的壁溫；

（2）為防止污垢的生成影響測量精度，在此采用采用智能SCL-61D超聲波流量計測量工質流速，其測點布置于換熱器的出水口；

（3）采用SC200多功能水質分析儀在線測量pH值、電導率、溶解氧及濁度；采用CLU-S型液晶屏顯氯離子含量快速測定儀測定氯離子含量；采用IC7685系列離子濃度計在線測量鈣離子濃度；

（4）將所采集到的參數輸入西門子SIMATIC?IPC547C工控機數據采集處理系統，進行數據的記錄、保存及處理，其中將所采集的試驗管入水口溫度T_fi、出水口溫度T_fo及試驗管長度l、直徑d代入如下公式計算污垢與介質間界面溫度：

Ts=Tf0e-4ldSTTfi1-e-4ldSt---(1)]]>(1)

式中：St—斯坦頓數；

采用如下公式計算熱流密度：

q=dV·cp·ρ(Tfo-Tfl)4l---(2)]]>

式中：c_P—為介質比熱容，J/(kg·K)；

ρ—為介質密度，kg/m³；

V—為介質平均流速，m/s；

再將公式（1）和公式（2）代入如下公式計算污垢熱阻：

Rf=Twf-Tsq---(3)]]>

式中：T_wf—為管壁與污垢間的界面實測溫度，℃；

（5）西門子SIMATIC?IPC547C工控機數據采集處理系統具有數據存儲、讀取、顯示及查詢功能，采樣時間為1s～5min，還具有數據庫數據導出至Excel表功能，以方便用戶查詢和進一步數據處理。