水垢沉積一直是困擾鍋爐、冷卻塔等熱交換設(shè)備的主要問(wèn)題。水垢的大量存在,不僅會(huì)加速管路內(nèi)壁的腐蝕、降低熱交換率、嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)壓增高甚至引發(fā)爆炸等一系列安全事故。電場(chǎng)阻垢法是一種有效的基于物理場(chǎng)的阻垢方法,具有高效、環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn),目前該技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,其機(jī)理主要為電場(chǎng)影響了碳酸鈣的成核及結(jié)晶過(guò)程,并最終抑制水垢的沉積。但是,在實(shí)際的應(yīng)用工況下,水中往往含有大量的雜質(zhì)鎂離子,而鎂離子的存在會(huì)顯著影響水垢的結(jié)晶過(guò)程以及結(jié)晶產(chǎn)物,也會(huì)影響電場(chǎng)阻垢抑垢的效果。針對(duì)這一問(wèn)題,本文運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)及實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,從微觀層面上研究了電場(chǎng)作用下雜質(zhì)鎂離子對(duì)碳酸鈣晶體形成及沉積過(guò)程的影響機(jī)制,為優(yōu)化電場(chǎng)阻垢技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的抑垢效能提供理論支撐。本文主要研究?jī)?nèi)容為:（1）為探究雜質(zhì)鎂離子存在下的靜電場(chǎng)阻垢機(jī)理,運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了不同濃度雜質(zhì)鎂離子、靜電場(chǎng)以及兩者混合作用對(duì)成垢離子水溶液微觀物化性質(zhì)的影響,并分析這些影響對(duì)CaCO₃晶體生成以及生長(zhǎng)過(guò)程的作用機(jī)制。研究結(jié)果表明:雜質(zhì)鎂離子可以有效降低水分子以及鈣離子活性、提高溶液粘度;雜質(zhì)鎂離子和靜電場(chǎng)均可以... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

模擬體系示意圖

章 外加靜電場(chǎng)下含有鎂離子的氯化鈣水溶液的分子動(dòng)力學(xué)右，體系越大參數(shù)越精確越具有代表性；另一方面則采用的水模型為 SPC，而本文所采用的水模型為 S果對(duì)比以及誤差分析可以看出，本文所選取的分子選擇具有一定的合理性，適用于研究外加電場(chǎng)對(duì) Ca的影響。與討論布函數(shù)數(shù)是表征液體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征量，描述了給定坐標(biāo)的球形局部分布[61-63]。徑向分布示意圖如圖 3-2 所

第 3 章 外加靜電場(chǎng)下含有鎂離子的氯化鈣水溶液的分子動(dòng)力學(xué)模擬了 nCa-O。由表 3-4 可知，靜電場(chǎng)在降低了 RCa-O的大小的同時(shí)提高了 nCa-O。靜電場(chǎng)使得水分子更加“靠近”中心鈣離子，并且吸引更多的水分子參與形成水合鈣離子，更多的水分子包圍在鈣離子周?chē)鷱亩谝欢ǔ潭壬献璧K了鈣離子直接與成垢陰離子(CO32-)的結(jié)合，對(duì)水垢的形成有阻礙作用。表 3-4 未施加/施加電場(chǎng)作用下 RCa-O、nCa-O未施加靜電場(chǎng)作用 施加靜電場(chǎng)作用0M 1M 2M 3M 0M 1M 2M 3MRCa-O(nm) 0.308 0.306 0.306 0.308 0.306 0.302 0.304 0.302nCa-O5.07 4.84 4.35 4.12 5.84 5.39 5.15 4.58

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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