电磁场在阻垢方面的研究
电磁抑垢效果及其机理研究进展
电磁抑垢效果及其机理研究进展王建国;梁延东;尹钊;王瑜瑞【摘要】电磁水处理技术是一种物理抑垢方法,因其无添加试剂,无毒无污染,操作简单,成本低等优点,受到业界的广泛关注.针对国内外学者的研究情况,从电磁场对碳酸钙结晶过程及晶型晶貌的影响、电磁场对水溶液物化性质的影响,以及电磁场强度、频率、方向、磁处理时间与介质流速等因素对抑垢效果的影响等方面,阐述了电磁抑垢效果及机理的研究进展,分析了存在的主要问题并对其发展趋势进行了展望.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】6页(P1-6)【关键词】电磁场;循环水处理;抑垢【作者】王建国;梁延东;尹钊;王瑜瑞【作者单位】东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】TQ08520世纪50年代中期，比利时人T.Vermeiren，将水的磁化处理应用于锅炉用水，减少了锅炉中水垢的生成并成功申请专利，以此开创了运用磁场处理循环水的先例[1]。
之后，苏联、欧、美等国在70年代相继展开磁处理技术的研究，并取得了一定的进展[2]。
进入80年代，各国研究学者及企业在电磁水处理技术这一领域已经取得了多项专利和大量的研究成果。
但近些年来，随着应用范围的扩大，抑垢效果的良莠不齐使大家对电磁水处理技术的进一步应用产生质疑。
鉴于目前电磁抑垢的作用机理仍处于探索之中，因此无法从机理出发提出抑垢的最佳参数以及对电磁水处理器最佳结构、形状等的指导性建议。
循环冷却水系统中的水垢，主要是碳酸钙垢，其次是磷酸钙垢和硅酸镁垢。
因为碳酸钙垢溶解度较低，更易附着在换热表面上。
本文主要针对碳酸钙类污垢的抑垢效果及机理展开综述，从电磁场对碳酸钙结晶过程及晶型晶貌、水溶液物化性质的影响以及电磁场参数变化对抑垢效果的影响等方面，阐述了电磁抑垢效果及机理的研究进展，分析了存在的主要问题并对其发展趋势进行了展望。
缠绕式脉冲电磁场脉冲频率对阻垢效果的影响
缠绕式脉冲电磁场脉冲频率对阻垢效果的影响刘炳成;孙昊;柳宁;李超;张萌萌【摘要】为探讨缠绕式脉冲电磁场脉冲频率对阻垢的实际效果,采用自行设计的一套扫频电磁防垢装置,通过设定不同的扫频范围,检测记录水样中离子电导率、成垢粒子的粒径大小以及其分布规律.结果表明,经过4h的循环,缠绕式脉冲电磁场处理过的水样中电导率随时间的下降速率及变化量均比未经电磁场处理水样更明显,且在脉冲频率为75～80 kHz时,电导率变化更明显.缠绕式脉冲电磁场处理过的水样中晶体的平均粒径远大于未加电磁场时,且在脉冲频率为75～80 kHz时,晶体平均粒径较大.缠绕式脉冲电磁场可以实现一定的阻垢效果.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2018(049)006【总页数】4页(P57-60)【关键词】阻垢;脉冲电磁场;脉冲频率;电导率;晶体平均粒径【作者】刘炳成;孙昊;柳宁;李超;张萌萌【作者单位】青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】X703.1在循环冷却水的实际循环过程中，由于水分的不断蒸发散失，溶解物质浓缩等众多原因，经过一段时间在换热器及管道内表面会形成一层水垢［1］。
水垢的形成对换热设备的性能造成严重影响，同时会缩短换热设备的使用寿命。
因此阻垢成为循环冷却水系统需要解决的问题。
电磁防垢技术由于其绿色环保，安全无害，时间短，见效快等特点，越来越得到人们广泛关注。
目前电磁防垢技术得到了国内外学者的广泛研究，但大量工作只是集中在磁场强度的变化对阻垢效果的影响，对缠绕式脉冲电磁场作用下电导率及成垢粒子尺寸研究尚不充分。
为了探讨缠绕式脉冲电磁场对循环冷却水的实际阻垢效果，本研究通过设置一套缠绕式脉冲电磁场阻垢装置，输出不同脉冲频率，并且设置空白对照组，分别检测待测水样中的电导率和晶体平均粒径及粒径随时间的变化规律，并且以电导率和晶体尺寸的变化来评价脉冲电磁场的阻垢效果。
电磁场在阻垢方面的研究
电磁场在阻垢方面的研究电磁场在阻垢方面的研究摘要：本文研究了脉冲高压静电场与磁场复合作用对工业循环水的阻垢特性。
发现脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢和CaSO4垢的阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。
关键词：脉冲高压静电场；磁场；阻垢；工业用水系统中发生的结垢问题，对工厂设备的有效利用危害很大，它可能导致生产效率下降、费用提高，和引起设备和人身事故。
所以，应该采取合理的水处理技术对水质加以处理，最大可能的排除这些障碍，达到所要求的用水指标。
本次实验在已有的脉冲高压静电水处理的基础上再增加磁场处理，以弥补彼此的不足并增强水处理的效果，更好的发挥它们的优越性。
实验现象：在没有经过脉冲高压静电场、磁场复合处理的情况下，水箱底部以及侧壁均附着一层白色的晶体，电加热器外壁上也明显附着一层白色的垢层；而经过脉冲高压静电场、磁场复合处理之后却观察不到此现象。
1.阻垢率1)电磁复合处理对CaCO3垢的阻垢率循环处理8h之后，取出经过脉冲高压静电场、磁场复合处理以及脉冲高压静电场处理和未处理实验装置中的电加热器，分别称重，实验结果如下表：表1电磁复合处理、静电处理与未处理的CaCO3垢重阻垢率公式为：(4-1)式中：－阻垢率，%；－未处理装置中电加热器的垢量，克；－经过处理之后电加热器的垢重，克。
于是，由上式可得出电、磁复合处理的阻垢率为：得出静电处理的阻垢率为：分析：从实验结果来看，脉冲高压静电场和磁场复合作用于循环水的阻垢方面，能起到很好的效果，明显减少了CaCO3垢在换热面上的沉积，阻垢率达到93.2%；而单纯用脉冲高压静电场对水进行处理，虽然也有一定的阻垢作用，可是阻垢率不高，只达到63.1%，电、磁复合处理的阻垢率比单纯用静电场处理提高了47.7%。
显而易见，脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。
电子阻垢除垢
电子阻垢除垢一、阻垢、除垢原理变频电磁场作用于管道上，引起管道内部水分子产生共振，使氢键缔合的水分子团变成单个极性水分子，因而提高了水的活化性，促进极微小的水分子可以渗透、包围、溶解，使污垢逐渐蓬松，从而去除热水器、锅炉、管道内壁等热交换系统内的老垢。
单个极性水分子会吸附在管道内壁上，从而形成由极性水分子组成的活化水带，达到一个阻垢、除垢的目的。
同时，通过变频作用使悬浮在水中的钙离子和碳酸根离子相互碰撞，形成特殊的表面无电荷的文石碳酸钙晶体，使其无法吸附在管壁之上，从而达到有效的除垢、防垢目的。
由于环境的不同，水的温度、硬度、粘度、PH值也不一样，对其共振所需频率也必须随之改变。
因此，只有采用变频共振技术，才能确保使不同水质条件下的水分子产生共振，从而达到理想的除垢、防垢目的。
二、磁防垢、阻垢其主要机理如下：1、油介质共振吸收的原理。
（200HZ-90KHZ）变频电磁场作用在油介质上，主要组成成份是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素，该成份都有各自的固有振荡频率，在外加变频电磁场的作用下使油介质分子、离子共振，油介质的分子运动加剧，破坏了分子间的缔合，影响了油中结晶的生成，其结果阻止了油垢、油蜡晶在管壁、设备上生成，起到防垢阻垢的目的。
2、油介质在磁场作用下的磁化效应，降低了原油的黏度。
在磁场作用下，油介质的分子磁矩排列有序，分层的流动，降低了油层流动的内摩擦力，使原油黏度降低，流动性增强，输油量加大。
3、磁场线对流体的约束效应（托卡马克原理）。
磁场线具有约束流体的作用，管壁处磁场线密集，阻止原油接触管内壁，起到保护膜的作用,阻止油垢生成。
4、驰豫效应。
在磁场作用下油介质被磁化，退磁化需要一定时间。
实验表明静态液体退磁需48小时，流动液体退磁需8小时，输油管道磁化有效传输距离可达8-12Km，循环回路阻垢效果更佳。
三、磁场强度对抑垢效果的影响磁场强度是磁场的重要参数之一，对磁处理效果的好坏起着非常关键的作用，在不同强度条件下进行抑垢实验，以获得良好的抑垢效果。
电磁阻垢新技术研究
第 ３ 第 ３期 ４卷 ２０ ０ ８年 ６月
包 钢 科 技 Ｓ ｉ ｃ ＆ Ｔ ｃｎ ｌｇ ｆ ａｔ ｔｅ （ ｒｕ ）Ｃ ｒｏ ｔ ｎ ｃ ｎｅ ｅ ｅ ｈ ｏ ｙｏ ｏ ｕＳｅｌ Ｇ ｏ ｐ ｏ ｒ ｉ ｏ Ｂ ｏ ｐ ａｏ
Ｖｏ ． ４． １ ３ Ｎｏ． ３
度还是从 经济 角度 来 看 ， 处 理技 术 都 是 一 种 极 具 磁 发展前 途 的阻垢技 术 。 目前 ， 效应 应 用于 防 止钙 、 磁 镁碳酸 盐 结 垢 物 的 生 成 在 许 多 的 实 验 中 得 到 了证
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电磁 阻垢 新 技 术 研 究
齐 云格
（ 内蒙 古 包钢 钢联 股份 有 限公 司技 术 中心 内蒙古 包头 ０４ １） １０ ０
摘
要： 文章 利 用 电导 率 和 钙 离 子 浓 度 的 变 化 研 究 了 低 频 电磁 场 对 碳 酸 钙 结 晶 的 影 响 ， 分 析 了 碳 酸 钙 结 晶 ， 电磁 处 理 促 进 实 验 溶 液 中碳 酸 钙 晶核 的生 成 却 抑 制 了 晶体 长大 ， 而达 到 阻垢 的 目的 。 从
关 键 词 ： 频 电磁 场 ； 酸 钙 ； 垢 低 碳 阻
中圈 分 类 号 ： Ｕ ９ ．７ Ｔ ９ １２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ ９—５ ３ Ｉ ０ ８ ０ —０ １ ～０ １０ ４８２０ ）３ ０ ７ ３
将实验 水样 注 入水样 箱 中 ， 打开 阀 １ 关 闭阀 ２ 、 ，
开启水 泵 和低频 电 源 ， 节转 子 流量计 前的 阀 门， 调 控 制流速 。水 样经 阀 ４取 得磁 化水 样 ； 闭低 频 电源 ， 关
水 样经 阀 ４取 得未 磁化 水样 。
电磁阻垢技术在循环冷却水上的应用探究(二)
4 电磁阻垢技术的应用4.1 电磁阻垢技术的应用自1890年France和Cabell申请专利起，磁场用于水处理已有100多年的历史。
1945年T Vermeriven发现磁水可以减少锅炉水垢的生成，从而制造了称做塞皮(CEPI)的磁处理器，建立了名为EPORO的工厂，生产磁处理器。
此时的欧洲处于二战之后，物资匮乏，这种不使用药剂的防垢技术很受欢迎。
据报道[16]，在挪威，有100余艘海船使用塞皮磁处理器防止锅炉结水垢。
在德国，许多工业企业使用塞皮防止锅炉、热交换器结垢。
在前苏联，磁化阻垢用于循环水、锅炉给水和热水系统，均取得了很好的阻垢效果。
从1945年开始水的磁处理技术得到了广泛的研究和应用。
在70年代前苏联、美国、日本先后掀起了电磁处理研究热，学术界和企业界竟相投入了大量的人力和资金对电磁处理进行研究，取锝了大批研究成果和专利发明，并建成了大型的电磁处理设备。
美国的水动力公司(Hydrodynamics)制造出HU磁力防垢装置。
HU装置用于天然水、高含盐量水和海水，流速以2m/s为佳，经磁场处理后，水流输送8km仍能有防垢作用。
目前，世界上有很多公司生产磁处理器，如Aquamagnetics international，Bon Aqua，Freijie，HDL Fluid Dynamics，Polar等。
进入80年代，科学家们对电磁处理进行了更深入的实验研究，并积累了大量的实验资料。
20世纪50年代我国就开始磁化水阻垢的研究与应用，于1959年生产了第一台磁处理器。
梁德义[17]将磁感应强度为0.3—0.4T的永磁磁处理器用于锅炉防垢实验，结果不仅可以阻垢同时原有旧垢也已脱落。
上海嘉定化肥厂于1993年将CFG内磁处理器用于循环冷却水，其防垢作用十分明显[18]。
1996年，莱芜钢铁集团有限公司莱芜铁矿马庄矿区在空压机冷却水总进水管路上安装了一台GW-100大规模电磁场磁化水设备，进行防垢和杀菌灭藻，收到了明显效果[19]。
电磁除防垢机理理论概述
电磁除防垢机理理论概述摘要：油田的实际开发中，结垢问题已经成为一个必须解决的严峻问题。
电磁除防垢技术通过电磁除防垢装置对流体进行磁处理，从而影响或改变流体中物质的物理化学性质而最终达到除垢防垢的目的。
本文结合油田结垢物的结垢机理理论，分析总结了电磁处理除防垢的机理理论。
电磁除防垢技术具有低成本、无污染等优势，在解决油田结垢问题领域拥有广阔前景。
关键词：电磁；除垢；防垢引言电磁除防垢技术属于物理方面的一种应用技术，不但具有操作简单、使用省时省力、成本相对较低、不会对环境产生污染等特点，同时还具有防垢除垢和灭藻杀菌的作用而日益引起人们的关注。
但电磁除防垢的机理问题始终未有权威的研究结论以及许多因素都可以对电磁除防垢的效果产生影响，使得电磁除防垢技术的应用范围相对狭隘。
下面对电磁除防垢机理理论进行简要的概述。
1 变频共振断裂理论水经过磁作用，水的渗透性增强，增加了水的溶解度，减少系统壁上垢物的沉积，进而防垢。
液体分子由于交变磁场引起了分子内的共振；同时这种交变磁场还能够增强分子内部的振动，使分子内部的键合变动，从而影响分子的构形。
实验表明，水经过磁化后，增强了分子的内振动，使得分子达到一种振动激发的状态，大的水分子团断裂成单个的极性水分子，水的活化性大大提高，对垢物的溶解度也大幅度增强，微小的极性水分子可以对垢物进行渗透、疏松甚至溶解，使得水中结垢的几率大大降低，从而达到除垢的目的。
因为水在不同条件下的自然固有频率存在很大差异，因而采用变频共振技术，其不断变化的频率几乎可以覆盖所有水质的自然固有频率，能够使得即使是不同水质条件下的水分子或垢粒子，也可以产生共振，最终达到除垢、防垢的目的。
2磁场晶体畸变理论结垢晶粒的大量形成，使得很大部分钙镁离子等与负离子结合的机会大幅度增加，大量的钙镁等离子由于电磁场电磁力的作用转移了电子云的方位导致这些离子被诱导极化。
并且存在诱导电磁矩，诱导电磁矩使得晶体微粒间发生排斥现象，晶粒由于诱导极化电磁矩而产生的排斥作用会消解和分散垢物晶粒或者使其悬浮于液体中，即使晶体能够长大，也会改变结晶的状态，晶粒变得细小，有纹理，坚实致密，结构紧密的长方石结晶晶体变为疏松，基本没有附着力的文石晶体，这样就起到了防垢的目的。
频率对扫频电磁场阻垢效果影响的实验研究
第42卷第3期青岛科技大学学报(自然科学版)2021年6月Journal of Qingdao University of Science and Tcchnology(Natural Science Edition)Vol.12No. Jun.2021文章编号:1672-6987(2021)03-0101-06；DOI：10.16351/j.l672-6987.2021.03.016频率对扫频电磁场阻垢效果影响的实验研究韩向阳，于航，李洪松，刘炳成*(青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061)摘要：通过溶液电导率、pH和碳酸钙粒径的变化来研究频率对扫频电磁场阻垢效果的影响。
模拟工业循环水的硬度为1mmol•L1,搭建了动态实验平台并进行了4组实验：3组经不同扫频频率电磁场处理,1组未经电磁场处理作为对照组,3种不同频率的电磁场分别为1~3kHz,9〜11kHz,19〜21kHz；实验结果表明，电磁阻垢技术可有效降低溶液中的电导率和pH值，增大溶液中CaCO3平均粒径。
当扫频电磁场频率为1〜3kHz时，电导率和pH值下降得最快，且下降幅度最大，平均粒径最大，故当频率为1〜3kHz时阻垢效果最好。
关键词：电磁阻垢；扫频电磁场；电导率；pH中图分类号：X703文献标志码：A引用格式：韩向阳，于航，李洪松，等.频率对扫频电磁场阻垢效果影响的实验研究[J].青岛科技大学学报(自然科学版)，2021，42(3)：101-06.HAN Xiangyang，YU Hang，LI Hongsong，et al.Experimental research on the influence of frequency on the scale inhibition effect,of sweep frequency electromagnetic field[J].Journal of Qingdao University of Science and Technology(Natural Science Edition)，2021，42(3)：101-106.Experimental Research on the Influence of Frequency on the Scale Inhibition Effect of Sweep Frequency Electromagnetic FieldHAN Xiangyang,YU Hang,LI Hongsong,LIU Bingcheng (College of Electromechanical Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao266061,China)Abstract：In this paper,the effect,of power output,frequency on the scale inhibition was studied through the change of the solution conductivity,pH and calcium carbonate particle size.The hardness of the industrial circulating water was set.as1mmol•L1.We built,a dynamic experiment,platform and conducted four sets of experiments:Three groups with different.sweep frequency under electromagnetic field treatment.,which were1——3kHz,9——11 kHz,19一21kHz,separately,and a group without,electromagnetic field treatment,as a control group.The experiment,results showed that,the electromagnetic scale inhibition technology can effectively reduce the conductivity and pH value and increase the average particle size of CaCO3in the solution.When the power output,frequency was1——3kHz,the solution conductivity and pH dropped the fastest.,so we chose1一3kHz as the best,power output,frequency.Key words:electromagnetic scale inhibition；frequency-swept,electromagnetic field；conduc-tivity；pH收稿日期：2020-06-08基金项目：国家重点研发计划子课题项目(2017YFB0603303-4).作者简介：韩向阳(1996—)男，硕士研究生.*通信联系人.102青岛科技大学学报(自然科学版)第42卷循环水在换热设备中起着至关重要的作用，但循环水通常为硬水,随着水分的蒸发，循环水中成垢离子的浓度升高，且由于循环水流经换热表面时温度升高，垢的溶解度降低，故垢易生成在换热表面上［1］。
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电磁场在阻垢方面的研究
摘要：本文研究了脉冲高压静电场与磁场复合作用对工业循环水的阻垢特性。
发现脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢和CaSO4垢的阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。
关键词：脉冲高压静电场；磁场；阻垢；
工业用水系统中发生的结垢问题，对工厂设备的有效利用危害很大，它可能导致生产效率下降、费用提高，和引起设备和人身事故。
所以，应该采取合理的水处理技术对水质加以处理，最大可能的排除这些障碍，达到所要求的用水指标。
本次实验在已有的脉冲高压静电水处理的基础上再增加磁场处理，以弥补彼此的不足并增强水处理的效果，更好的发挥它们的优越性。
实验现象：在没有经过脉冲高压静电场、磁场复合处理的情况下，水箱底部以及侧壁均附着一层白色的晶体，电加热器外壁上也明显附着一层白色的垢层；而经过脉冲高压静电场、磁场复合处理之后却观察不到此现象。
1. 阻垢率
1) 电磁复合处理对CaCO3垢的阻垢率
循环处理8h之后，取出经过脉冲高压静电场、磁场复合处理以及脉冲高压静电场处理和未处理实验装置中的电加热器，分别称重，实验结果如下表：。