BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ Sa. BAO CAO TONG KET DE TAI NGHIEN CUU KHOA HQC CONG NGHE CAP BO NAM 2007 TEN DE TAI: “UNG DUNG CONG NGHE SIEU AM HIEU QUA CAO TRONG CHONG DONG CAN TREN CAC THIET BI TRAO DOI NHIET VA HE THONG DUONG ONG” KH: 101- 07RD/HĐ-KHCN Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Cơ khí Chủ nhiệm đề tài: Ts. Lê Trí Vĩnh 6927 28/7/2008 Hà nội — 2008 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ c BAO CAO TONG KET DE TAI NGHIEN CUU KHOA HQC CONG NGHE CAP BO NAM 2007 TEN DE TAI: “UNG DUNG CONG NGHỆ SIÊU ÂM HIỆU QUẢ CAO. TRONG CHONG DONG CAN TREN CAC THIET BỊ TRAO DOI NHIET VA HE THONG DUONG ONG” KH: 101- 07RD/HĐ-KHCN Thủ trưởng don vi Chủ nhiệm đề tài (ký tên, đóng dấu) (ký, ghi rõ họ tên) Ts.
Lé Tri Vinh Hà Nội - 2008 Mục lục Danh sách các thành viên tham g1a. + t nS Tnhh TH HH HH HH nè 6 CHUONG 1. TONG QUAN VE TAY RUA VA CHONG DONG CAN TREN CAC THIET BI TRAO DOI NHIỆT VÀ HỆ THONG BUONG ONG, SIEU AM VA UNG DUNG SIEU AM TRONG CONG NGHIEP 9 1. Téng quan về cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống 1.
Téng quan vi về các công nghệ chống cáu cặn liên tục. Công nghệ chống đóng cặn bằng sử lý nước. Công nghệ chống đóng cặn bằng năng lượng sóng từ trường. Nguyên lý làm việc của thiết bị xử lý nước điện tử.
Công nghệ chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm. Âm và sóng âm 1. Khái niệm về âm thanh và dao động sóng âm. Các đặc tính cơ bản của sóng âm thanh.
Siêu âm và các đặc tính quan trọng của năng lượng dao động sóng SIỀU ÂI. Khái niệm về dao động siêu âm. Các tính chất quan trọng của dao động sóng siêu âm. Ban chất sự tác động sóng siêu âm trong chất lỏng.
Ứng dụng năng lượng siêu âm trong công nghiệp. Gia công cơ bằng năng lượng siêu âm. Làm sạch bằng công nghệ siêu âm. Hàn bằng năng lượng siêu âm.
Công nghệ siêu âm trong ngành hoá hiện đại. Siêu âm trong ngành luyện kim. Công nghệ siêu âm trong ngành mỏ 1. Công nghệ siêu âm trong công nghiệp chế biến thực phẩm.
Kết luận chương L. CONG NGHE VA THIET BI CHONG DONG CAN BANG NANG LUONG SIEU AM CHO CAC THIET BI TRAO DOI NHIET VA HE THONG DUONG ONG 43 2. Giới thiệu chung vê công nghệ và các kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ siêu âm trong nước và quôc tÊ. Công nghệ dùng năng lượng siêu âm trong chống đóng cặn trên 18138000 N6.
Thiết bị kỹ thuật chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm. Nguồn năng lượng điện tần số dao động siêu âm. Đầu phát và truyền dao động siêu âm vào môi trường ứng dụng. So sánh, lựa chọn kiểu đầu phát dao động cơ học tan số siêu âm cho công nghệ chống đóng cặn.---2-©22+2++£+EE+2EEE+EEE2EErrrrrrrreee 50 2.
Đầu phát siêu âm trong chống đóng cặn và vị trí trên thiết bị nhiệt trên thực. Một số đầu phát đang có trên thị trường thế giới. Cách lắp đầu phát siêu âm trên thiết bị nhiệt 2. Kết luận chương 2.
CƠ SỞ LÝ THUYÉT TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KE ĐẦU PHÁT DAO ĐỘNG SIÊU ÂM CƠ KHÍ DÙNG CHO CHÓNG DONG CAN 3. Các yêu cầu cơ bản cho đầu phát siêu âm cơ học. Vật liệu sử dụng chế tạo đầu phát dao động siêu âm. Vật liệu chế tạo phần chuyền h0.
Vật liệu chế tạo thân đầu DĐ. Cơ sở lý thuyết tính toán các thông số quan trọng của đầu phát dao Ong SIU AM CONC TT. Cơ sở tinh toán các thông số cơ bản của phần hiệu ứng từ giảo (theo VOIKOV C. Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế phần tích tụ, khuyếch đại và truyền năng lượng siêu âm (thân đầu phát).
Cơ sở lý thuyết tính toán phần điện của đầu phát dao động siêu âm cơ 01. Nguồn cho đầu phát siêu Âm. Tính toán thiết kế đầu phát siêu âm cơ học dung cho chống đóng cặn trên thiết bị trao đối nhiệt và hệ thống đường Ống. Tính toán thiết kế phần tích tụ và truyền năng lượng siêu âm (thân bph§) II.
Tính toán thiết phần hiệu ứng từ giảo. Tinh toán bền đầu phát đao động siêu âm cơ học. Các bản vẽ đầu phát UPA-1M (xem phụ lục - các bản vẽ kèm theo) 79 3. Tính toán lựa chọn dau phat cho bộ trao đồi nhiệt.
Kết luận chương 3. KHAO NGHIEM VA DANH GIA KET QUA HIEU QUA UNG DUNG CONG NGHE SIEU AM CHO CHONG DONG CAN TREN BO TRAO DOI NHIET 81 4. Mục đích nghiên cứu khảo nghiệm. Đối tượng nghiên cứu.
Thiết bị trao đổi nhiét HE NaCl HEATER-502 va cac dac tính kỹ 0v 0. Kết quả khảo sát bộ trao đối nhiệt HE-502. Thiết bị công nghệ (thiết bị phát Siu AM). Nguồn phát đao động điện tần số siêu âm.
Đầu phát dao động siêu âm cơ học. Các đặc tính kỹ thuật khác của thiệt bị công nghệ. Nội dung khảo nghiệm đánh giá hiệu quả của năng lượng siêu âm 00912ã9:1005158:105 582. Xác định điểm lắp thiết bị siêu âm vào bộ trao đôi nhiệt.
Các yêu cầu khi lắp đầu phát siêu âm vảo bộ trao đổi nhiệt. Các kiểm tra sau khi lắp đầu phát siéu 4m vao b6 trao déi nhiét. Phương pháp thực nghiệm. Kết qua thu nhập từ nghiên cứu khảo nghiệm.
Nhận xét và đánh giá kết quả của năng lượng siêu âm trong chống [0i ft. 94 Kết luận chung của đề tài.occccccceecceee Error! Bookmark not defined. Tai 1i6u tham Kha0.ccccccccsssssssessssesssecsssesssscsssesssecssecssscsssecassecssecssecssseessecsses 98 Danh sách các thành viên tham gia TT Họ và tên Chức vụ Đơn vị công tác 1 Lé Tri Vinh TS. Co khi Trung tam TVTKCN 2__| Nguyễn Hải Hà KS.
Co khi Trung tâm TVTKCN 3 | Nguyễn Anh Dũng KS. Co khi Trung tam TVTKCN 4 _ | Thái Trung Hiếu KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 5 Phạm Văn Kha KS. Tự động hoá | Trung tâm TVTKCN 6_ | Lê TrongKiên KS.
Điện Trung tâm TVTKCN 7 | Ngô Duy Hưng KS. Co khi Trung tâm TVTKCN 8 | Tran Ngoc Hai KS. Co khi Trung tam TVTKCN 9_ | Võ Duy Phương KS. Co khi Trung tâm TVTKCN Lời nói đầu Những người đã từng làm với các thiết bị nhiệt thì hiểu hơn ai hết về cặn và tác hại của chúng đối với các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ô ống.
Sự hình thành cáu cặn các muối cứng cacbonnat trong các thiết bị trao đối nhiệt là nguyên nhân chính dẫn đến sự giảm hiệu quả làm việc của chúng. Do các hệ số dẫn nhiệt của kim loại và các chất cáu cặn có giá trị khác nhau, sự gia tăng bề dầy của lớp cáu cặn làm giảm nhiệt độ của nước cần gia nhiệt. Dé bao toàn tính ôn định của của nước cân gia nhiệt với giá trị yêu câu, người ta cần phải tăng mức tiêu hao nhiên liệu của thiết bị sinh ra nhiệt, vì thế các thiết bị trao đôi nhiệt phải làm việc với nhiệt độ trung bình cao hơn, dẫn đến quá trình hình thành lên cáu cặn lại gia tăng nhanh hơn. Phụ thuộc vào độ cứng của muối cacbonnat trong nước cần gia nhiệt (hay cần thu nhiệt) và nhiệt độ đầu ra của thiết bị trao đôi nhiệt, thời gian phát triển bề dày của lớp cáu cặn trong các thiết bị trao đối nhiệt dạng ống tới 1-1,5 mm có thể trong thời gian từ vài tuân đến vai năm.
Cứ mỗi lớp cáu cặn mới hình thành thậm trí chỉ 0.1mm cũng dẫn đến sự giảm quá trình truyền nhiệt, gia tăng tiêu hao nhiên liệu một cách đáng kê. Nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, chỉ cân lmm lớp cáu cặn được hình thành trong các bộ trao đối nhiệt thì đã dẫn đến sự giảm tính hiệu quả làm việc của các thiết bị trao, đổi nhiệt tới 30%. Trong đó cáu cặn trong các bộ trao đổi nhiệt còn gây ra sự tôn thất kinh tế nặng lề cho cả dây chuyền sản xuất, cho vận chuyền và quá trình sử dụng nhiệt. Trong các hệ thống thiết bị nhiệt xuất hiện các tổn thất khác - su gia tang năng lượng điện tiêu thụ của các bơm nước do cần phải bơm lưu lượng lớn hơn dé bu dap su ton hao nhiệt, sự gia tăng các tốn hao về thuý động và nhiệt động, sự cần thiết phải thường xuyên tháo lắp và tảy rửa cặn trên các bề mặt gia nhiệt của các thiết bị nhiệt.
Tổn hao về nhiệt trong quá trình vận chuyền nhiệt gia tăng khi cần có nhiệt bỗ xung do tồn hao từ nơi sinh nhiệt đến thiết bị sử dụng nhiệt. Sự gia tăng lưu lượng nước cần gia nhiệt (hay thu nhiệt) trong các thiết bị trao đối nhiệt dan đến sự cần thiết phải vận chuyên lưu lượng lớn hơn, và các tốn hao bổ xung năng lượng điện v. Các phương pháp thường được sử dụng hiện nay để dau tranh chống lại sự hình thành cáu cặn với mục đích: giảm sô lượng các muối cacbonnat cứng có trong nước bằng cách sử lý nước với sự hỗ trợ của hoá chất (làm mềm nước) và sử dụng các chế độ nhiệt tối ưu trong hệ thống trao đổi nhiệt. Việc sử dụng phương pháp sử lý làm mềm nước bằng hoá chất cần được đảm bảo trong suốt quá trình hoạt động của các bộ trao đổi nhiệt.
Mặt khác, quá trình sử lý khó có thể được đảm bảo ở mức tối ưu dẫn đến quá trình hình thành cáu cặn càng gia tăng. Trong các thiết bị điện hoá chống đóng cặn, quá trình hình thành cáu cặn xảy ra ở các bộ lọc chuyên dụng, sự hình thành cáu cặn ở đây xảy ra nhanh hơn so với trong các bộ trao đổi nhiệt. Chính vì thế việc tay rita cặn trong các bộ lọc phải thực hiện thường xuyên hơn so với các bộ trao đổi nhiệt. Hiện nay có công nghệ sử lý nước mềm hiện đại bằng cách sử dụng sử dụng các chất hoá học với gốc phosphonat và polikarboksinat.
Để ứng dụng công nghệ này cần phải sửa đổi lại kết cấu các thiết bị trao đổi nhiệt, lắp đặt thêm các thiết bị điện và chỉ phí do tiêu thụ hoá chất hàng tháng. Các phương pháp khác tương đối hiệu quả hơn là phương pháp sử lý làm mềm nước bằng từ trường và điện từ trường. Mặt khác, việc sử dụng phương pháp làm mêm nước có độ cứng cao bằng từ trường không có hiệu quả theo yêu cầu, ngoài ra giá thành sử lý nước bằng điện từ trường tương đối cao.
