本文關(guān)鍵詞：換熱面Ni-W-P-PTFE防垢鍍層制備及性能研究

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【摘要】：熱交換器作為工業(yè)中傳熱傳質(zhì)的重要設(shè)備,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域。在工程應(yīng)用中,熱交換器表面普遍存在污垢沉積問題。污垢沉積降低了傳熱效率,使設(shè)備的運行效率和使用壽命明顯下降,造成巨大的能源浪費及安全隱患�？梢�,換熱表面污垢沉積已經(jīng)成為換熱領(lǐng)域亟待解決的重要問題。通過對熱交換器表面進行改性處理,從而使換熱面具有抗垢性能,最終降低污垢的沉積是解決污垢問題的一個重要研究方向。本文制備了不同PTFE含量的Ni-W-P-PTFE鍍層,并開展了Ni-W-P-PTFE鍍層抗垢性能研究。主要研究結(jié)果總結(jié)如下:(1)以Ni-W-P鍍液為基礎(chǔ),通過改變鍍液中PTFE乳液的濃度,制備出不同PTFE含量的Ni-W-P-PTFE鍍層,并研究了工藝參數(shù)對Ni-W-P-PTFE鍍層成分及沉積速度的影響。結(jié)果表明,隨著鍍液中PTFE含量的增加,鍍層中PTFE含量呈先增加后減少的趨勢,當(dāng)PTFE乳液添加量為12ml/L時,鍍層中PTFE含量達到最大值。鍍層的沉積速度與鍍液中PTFE含量呈反比關(guān)系。(2)采用環(huán)境掃描電子顯微鏡觀察了鍍層的表面形貌,使用能譜儀和X射線衍射儀分析了鍍層成分分布狀態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)形態(tài),并利用腐蝕失重法和動電位極化曲線法研究了鍍層的耐腐蝕性能。結(jié)果表明,鍍層中PTFE粒子的引入對鍍層整體的表面形貌影響不大,且鍍層中各元素成分分布均勻。鍍層中PTFE粒子的加入使鍍層呈現(xiàn)出晶態(tài)和非晶態(tài)的混合晶態(tài),但不會明顯的改變鍍層原有的組織結(jié)構(gòu)。此外,隨著鍍層中PTFE含量的增加,鍍層的耐腐蝕性能降低。(3)采用顯微維氏硬度計和MFT-4000多功能表面性能測試儀研究了Ni-W-P-PTFE鍍層中PTFE含量對其機械性能的影響。結(jié)果表明,鍍層中PTFE粒子的引入使鍍層的硬度和彈性模量減小,鍍層的摩擦系數(shù)隨鍍層中PTFE含量的增加明顯降低,表現(xiàn)出較強的減摩性能。鍍層的結(jié)合強度受鍍層中PTFE粒子和鍍液中表面活性劑兩種因素共同影響。另外,鍍層中PTFE含量對鍍層粗糙度有一定的影響,但規(guī)律性尚不明顯。(4)搭建快速生垢實驗裝置,研究了溫度與鍍層中PTFE含量對鍍層抗垢性能的影響規(guī)律。探明了鍍層表面粗糙度和表面自由能與鍍層抗垢性能的相關(guān)性,并對鍍層污垢沉積進行了預(yù)測分析。結(jié)果表明,Ni-W-P-PTFE鍍層的抗垢性能明顯優(yōu)于低碳鋼,隨著鍍層中PTFE含量的增加,鍍層的抗垢性能提高。鍍層的抗垢性能受鍍層表面自由能的影響,而與表面粗糙度無關(guān)。利用灰色理論對鍍層污垢沉積進行預(yù)測分析,能為熱交換器表面確定污垢清洗周期提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172

【參考文獻】

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2 徐志明,楊善讓,郭淑青,趙賀,齊冰;電站鍋爐污垢費用估算[J];中國電機工程學(xué)報;2004年02期

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本文編號：1142087