I. Tổng quan về cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống
Cáu cặn là một vấn đề nghiêm trọng trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống. Công nghệ siêu âm đã được nghiên cứu và ứng dụng để chống đóng cặn hiệu quả. Độ cứng của nước, đặc biệt là các ion canxi và magnhê, là nguyên nhân chính dẫn đến sự hình thành cáu cặn. Nước cứng chứa các muối cacbonnat, khi bị đun nóng sẽ tạo ra các tinh thể muối không tan, bám vào bề mặt thiết bị. Quá trình hình thành cáu cặn diễn ra qua ba giai đoạn: đạt trạng thái bão hòa, hình thành các tâm kết tinh, và kết tủa thành cáu cặn. Sự hình thành này không chỉ làm giảm hiệu suất của thiết bị mà còn gây tổn thất kinh tế lớn. Theo nghiên cứu, chỉ cần 1mm cáu cặn đã có thể làm giảm hiệu quả làm việc của thiết bị tới 30%.
1.1. Khái niệm về nước cứng và độ cứng của nước
Độ cứng của nước được xác định bởi nồng độ các ion canxi và magnhê. Nước cứng được phân loại thành nước cứng cacbonnat và nước cứng phicacbonnat. Khi nước cứng được đun nóng, các muối cacbonnat sẽ kết tủa, tạo thành cáu cặn. Quá trình này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị mà còn làm tăng tiêu hao năng lượng. Việc hiểu rõ về độ cứng của nước là cần thiết để áp dụng các biện pháp chống đóng cặn hiệu quả.
II. Công nghệ và thiết bị chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm
Công nghệ siêu âm đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả trong việc chống đóng cặn. Năng lượng siêu âm tác động lên các phân tử trong chất lỏng, tạo ra các bong bóng siêu nhỏ. Khi các bong bóng này nổ, chúng tạo ra áp lực và nhiệt độ cao, giúp phá vỡ các cấu trúc cáu cặn. Thiết bị sử dụng năng lượng siêu âm có thể được lắp đặt trực tiếp vào các thiết bị trao đổi nhiệt, giúp duy trì hiệu suất làm việc và giảm thiểu chi phí bảo trì. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ này có thể giảm thiểu sự hình thành cáu cặn một cách đáng kể.
2.1. Giới thiệu chung về công nghệ siêu âm
Công nghệ siêu âm sử dụng tần số dao động cao để tạo ra các hiệu ứng vật lý trong chất lỏng. Đầu phát siêu âm được lắp đặt trên các thiết bị trao đổi nhiệt, giúp truyền năng lượng siêu âm vào môi trường. Việc lựa chọn kiểu đầu phát phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả chống đóng cặn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng năng lượng siêu âm không chỉ giúp giảm thiểu cáu cặn mà còn tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành.
III. Khảo nghiệm và đánh giá kết quả hiệu quả ứng dụng công nghệ siêu âm
Khảo nghiệm được thực hiện trên thiết bị trao đổi nhiệt HE NaCl HEATER-502 để đánh giá hiệu quả của công nghệ siêu âm trong việc chống đóng cặn. Kết quả cho thấy, việc lắp đặt đầu phát siêu âm đã giúp giảm thiểu đáng kể sự hình thành cáu cặn. Các kiểm tra sau khi lắp đặt cho thấy hiệu suất làm việc của thiết bị được cải thiện rõ rệt. Nghiên cứu này không chỉ khẳng định tính khả thi của công nghệ siêu âm mà còn mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác.
3.1. Mục đích nghiên cứu khảo nghiệm
Mục đích của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả của năng lượng siêu âm trong việc chống đóng cặn trên thiết bị trao đổi nhiệt. Các thông số kỹ thuật của thiết bị được ghi nhận và phân tích để xác định mức độ cải thiện hiệu suất. Kết quả khảo nghiệm cho thấy, năng lượng siêu âm có khả năng làm giảm đáng kể sự hình thành cáu cặn, từ đó nâng cao hiệu quả làm việc của thiết bị.
