超声波海水淡化设备
超声波具有雾化的作用,能够加速海水蒸发,增加海水的表面积,提高产水率,并且具有能耗低、性能稳定、可靠性高和便于操作等特点,将超声波技术运用到热法海水淡化上具有广阔的发展前景。
技术参数:
①超声波工作频率:,15K(150w);30kHz(80瓦);50KHz
(30瓦)
②雾化量大于15kHz:150
L/h;30kHz:50
L/h;50KHz:2
L/h
③雾粒直径小于70μm
④连续工作时间大于24小时
⑤雾化单位功耗不大于0.001度/1kg
⑥雾化介质,普通水,或杂质含量不大于3%的污水。
⑦供电电源:220V,
⑧15K工具头直径88mm,外壳直径95mm
⑨30K工具头直径48mm,外壳直径58mm
⑩50K蘑菇型工具头直径12mm,外壳直径36mm
?50K锥形工具头直径4mm,外壳直径50mm
?50K长嘴型工具头直径5mm,外壳直径36mm
影响因素
超声波作为一种特殊的能量输入方式,具有良好的方向性、反射性、聚束性和穿透能力,能量易于集中。超声波利用其空化作用以及其空化所伴随的机械效应、热效应、化学效应、生物效应等广泛应用于各个行业。超声波雾化技术就是运用了超声波在水中传播过程中的空化效应,雾化过程不需加热和添加任何化学剂就能够实现,充分体现了节能的功效。
超声波雾化技术的主要影响因素:超声波频率、声强;操作参数包括液体温度、压力、介质黏滞性、表面张力等因素。温度是超声波雾化影响的一个综合参数,温度变化的同时伴随着液体的黏度、表面张力的变化。表面张力随着温度的升高而降低并呈线性关系。
试验
采用电子的超频震荡,水受到超声波的震荡作用从水面射出细小的水柱,在周围气流的扰动下,表面产生压力波动,在雾化过程中如果气动力足够大,表面波的波长超过临界波长,则波幅将会增长,当波幅足够大时,半个波长或整个波长将被撕裂下来,然后由于表面张力的作用再收缩成液滴,在水的端部将其抛离,微米级液滴与周围空气换热蒸发,提高了淡化效率。
超声波的作用明显提高了海水的蒸发速率;蒸发速率与温度成正比,温度越高蒸发速率越快;在超声波作用下蒸发速率较适宜的温度范围为50~65℃。
总结
将所得到的试验数据经计算机处理,得出海水的蒸发速率同温度和盐度之间的关系式,对每一盐度的海水的蒸发速率与温度的关系进行统计处理,发现它们呈线性函数关系:V=at+b
盐度和温度共同影响海水蒸发速率,随海水温度的升高,蒸发速率加快;随盐度的增加,蒸发速率降低。由温度影响系数及盐度影响系数可知,温度为主导影响因素,这是因为,超声波的存在,在液体表面产生表面张力波动,降低了因盐度增加而增加的表面张力,使盐度影响系数减小。超声波雾化过程就是液体克服表面张力增加其表面积的过程,因此表面张力的大小对雾化作用有明显的影响。
海水的表面张力和黏度随着温度的升高而降低,有利于超声波的空化作用,从而加速了海水淡化的蒸发速率,提高产水率。试验采用曲线拟合得出温度和蒸发速率呈很好的线性关系,与“海水的表面张力随着温度的升高而降低并呈线性关系”相吻合。
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