专利名称：一种利用超声空化防除垢及其效果的测试方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用超声空化防除垢及其效果的测试方法。 本发明还涉及实现上述方法的装置。
背景技术：
工业通用换热设备中存在严重的因介质结垢而产生的能源浪费现象， 积垢是一种导热能力很低的物质，是构成传热的主要阻力。积垢不仅直接 导致换热设备传热性能下降，增加运行和维护费用，并且缩短其使用寿命， 甚至产生安全隐患及严重环境污染。为此，每年需花费巨资进行除垢工作，
造成人力与财力的大量浪费；同时由于传统工艺落后，操作过程复杂，环 境污染严重，往往是治标不治本，使整个系统运行不稳定，能耗过大，不 能合理有效利用能源和发挥现有设备生产能力。因此，提供一种用于测试 换热设备防除垢效果的装置是非常迫切需要的，通过测试可有针对性地开 发出适用于换热设备的防除垢强化传热与节能措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用超声空化防除垢及其效果的测试方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的装置。 为实现上述目的，本发明提供的利用超声空化防除垢及其效果的测试 方法，其步骤是
将测试件秤重，置于碱性溶液中，在超声波作用下每隔一段时间对该 测试件秤重，得到防除垢效果。
所述的方法，其中，该测试件为金属材质。
所述的方法，其中，该碱性溶液为碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁中的一 种或混合溶液。本发明提供的用于实现上述方法的装置，其包括 一容器，内置碱性溶液；
一加热器，用于对容器内的碱性溶液进行加热；
一测试件支架，置于容器内；测试支架上置放测试件，测试件浸入碱 性溶液中；
一超声波发生器连接一换能器； 一温度控制仪，分别连接加热器和温度传感器。 所述的装置，其中，测试件支架为环形支架。 所述的方法，其中，该测试件为金属材质。
所述的装置，其中，测试件分别位于环形支架距圆心不同位置处。 所述的方法，其中，该碱性溶液为碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁中的一 种或混合溶液。
所述的装置，其中，换能器的末端距离碱性溶液l-2cm。
图1是本发明测试装置的示意图。
图2是图1中测试件的安装示意图，其中
图2a是主视图，图2b是俯视图。
图3是本发明的效果对比示意图。
附图中标号说明
1容器
2换能器
3超生波发生器
4温度传感器
5温度控制仪
6加热器
7测试件支架
8测试件
具体实施例方式
本发明是利用超声波对换热设备进行防除垢及效果测试，为了说明本 发明的效果，举一实施例进行说明。
图1是用于说明本发明效果的设置示意图。主要由实验容器l、超声
换能器2、超声波发生器3、温度传感器4、温度控制仪5、加热器6、试 件固定架7、测试件8组成。实验容器1是一直径为300mm、高200 mm 的不绣钢圆柱形容器，容器外面设有保温层以减少系统的热损失。超声换 能器2的频率为14 20kHz可调，电功率在0 250W内可调，试件固定 架是一直径为80mm、高120mm的圆柱形不锈钢架，测试件8为 10mm"0mm的薄铜片。本实施例的条件是超声强度为0.3A、溶液温度 为30°C。
首先用电子天平对测试件进行秤重，分别把秤量后的测试件固定在安 装架的内侧与外侧不同位置处，打开加热与控温仪器，将溶液加热到30 °C，把固定架放入盛有碳酸氢钙水溶液的容器1内。每间隔一时间段(本 实施例是间隔8个小时)将测试件取出凉干、秤重后再放入容器内继续做 实验，如此重复直至整个实验结束。由图3中曲线A可以看出，随着时间 的延长，测试件的质量一直在增加，说明在没有超声波作用时，测试件上 附著的水标(碳酸氢转)在增加。
同样地，分别把秤量后的测试件固定在安装架的内侧与外侧不同位置 处，使其与超声波的距离不同。将超声换能器插入容器中，超声换能器的 末端距液面约l-2cm，然后开启超声波发生器，超声波强度为0.3A，同时 记录并控制容器中溶液的温度保持在3(TC。每经过8个小时将测试件取出 凉干、秤重后再放入容器内继续做实验，如此重复直至整个实验结束。由 图3中曲线B、 C、 D可以看出，位于距超声源不同位置处的测试件质量 随时间的延长逐渐减轻，尤其是置于安装架内侧的测试件其质量最轻，根 据测试结果可以确定用超声波防除垢的具体工况条件，以达到最佳效果。
本发明可广泛用于各类金属壁面的防除垢传热强化及过程测试，还可 通过改变溶液温度、溶液浓度以及超声强度等参数来研究各因素对防除垢 的影响规律。
权利要求
1、一种利用超声空化防除垢效果的测试方法，其步骤是将测试件秤重，置于碱性溶液中，在超声波作用下每隔一时间段对该测试件秤重，得到防除垢效果。
2、 如权利要求l所述的方法，其中，该测试件为金属材质。
3、 如权利要求1所述的方法，其中，该碱性溶液为碳酸钙、碳酸氢 钙、碳酸镁中的一种或混合溶液。
4、 一种用于实现权利要求1所述方法的装置，其包括 一容器，内置碱性溶液；一加热器，用于对容器内的碱性溶液进行加热；一测试件支架，置于容器内；测试支架上置放测试件，该测试件浸入 碱性溶液中；一超声波发生器连接一换能器；一温度控制仪，分别连接加热器和温度传感器。
5、 如权利要求4所述的装置，其中，测试件支架为环形支架。
6、 如权利要求4所述的置，其中，该测试件为金属材质。
7、 如权利要求4所述的装置，其中，测试件分别位于环形支架距圆 心不同位置处。
8、 如权利要求4所述的置，其中，该碱性溶液为碳酸钙、碳酸氢钙、 碳酸镁中的一种或混合溶液。
9、 如权利要求4所述的装置，其中，换能器的末端距离碱性溶液液 面l-2cm。
全文摘要
一种利用超声空化防除垢及其效果的测试方法，是将测试件秤重，置于碱性溶液中，在超声波作用下每隔一段时间对该测试件进行秤重，得到防除垢效果。用于实现上述方法的装置，其包括一容器，内置碱性溶液；一加热器，用于对容器内的碱性溶液进行加热；一测试件支架，置于容器内；测试支架上置放测试件，该测试件浸入碱性溶液中；一超声波发生器连接一换能器；一温度控制仪，分别连接加热器和温度传器。本发明可广泛用于各类金属壁面的防除垢传热强化及过程测试，还可通过改变溶液温度、溶液浓度以及超声强度等参数来研究各因素对防除垢的影响规律。
文档编号G01M99/00GK101451921SQ200710178768
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者李虹霞, 梁世强, 淮秀兰 申请人:中国科学院工程热物理研究所