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循环冷却水系统在工业领域有广泛的应用,水系统在运行中,会产生由水垢、淤泥、腐蚀产物和生物沉积物构成的沉积物。为了稳定生产,节约水资源,减少环境污染,需要对水垢进行控制和处理。本文的研究目的在于研究水在磁场作用下的结垢变化,探讨各因素对磁化阻垢效果的影响规律。本文首先探讨了磁场阻垢作用机理以及影响阻垢效果的因素,然后利用有限元分析软件ANSYS对磁化阻垢装置内磁场分布进行模拟,对磁场分布情况、磁感应强度大小进行分析;最后进行了磁化阻垢动态实验,对影响磁化处理效果的主要因素,如处理时间、磁间距、pH值、溶液离子含量、流速等进行研究;并进行了超声波、磁场协同阻垢实验,考察联合物理防垢技术的可行性。本文主要研究工作和结论概括如下:(1)磁化阻垢装置内磁场模拟分析。通过ANSYS软件对磁化阻垢装置内磁场进行模拟分析,得到形状相同且平行放置的磁体间的磁场分布与磁间距之间的关系:磁间距增大,磁隙中磁感应强度最大值减小;匀场强区域减小。基于此得到磁化水处理装置的优化结构:适当缩小磁间距,以获得足够的磁场强度;在磁感应强度较弱区域放置隔板。(2)磁化阻垢动态实验研究。外加磁场可以明显减少水的结垢量;随着磁化时间的增加,磁化强度增大,结垢量明显减少;磁化阻垢在磁间距较小的情况下处理效果较好;磁化阻垢对于偏酸性或者偏碱性溶液处理效果并不理想;溶液Ca2+、Mg2+离子浓度过高阻垢效果较差;磁化处理中存在最佳流速。(3)协同阻垢实验研究。超声波、磁场协同阻垢作用效果优于单纯磁化阻垢处理;协同实验扩大了磁化阻垢的适用范围:降低了溶液Ca2+、Mg2+离子浓度对处理效果的影响;降低了溶液流速的限制。本研究为今后磁化水处理技术在循环水阻垢方面的应用,以及超声波、磁场联合物理防垢技术的研究应用,提供了参考依据。