磁化阻垢的多种机理及学术观点解析

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：磁化阻垢的机理比较复杂，相关的机理分析也较多，没有形成统一的学术观点。一种观点认为，磁场改变了水分子结构及水中成垢离子的特性。目前，学术界对磁化防垢的机理较为认同的解释有洛仑兹力理论、氢键作用理论和磁致胶体效应理论等。此外，磁致胶体效应对盐类具有增溶作用，溶解度的增加间接抑制污垢晶体颗粒的形成，起到阻垢效果。

磁化阻垢的机理比较复杂，相关的机理分析也较多，没有形成统一的学术观点。一种观点认为，磁场改变了水分子结构及水中成垢离子的特性。由于水分子是极性分子，在常态下分子间任意排列，磁场作用致使水分子极化，从而形成定向排列。另一种观点认为，由于磁场作用打破了体系中水分子团簇断裂和连接的总平衡，导致水分子团簇间氢键的断裂，原来大水分子团（H₂O）_m向小水分子团方向移动，致使小水分子团的数量增多，小水分子团会包围成垢离子，降低结垢离子的结合概率，从而达到阻垢目的，见式（7-1）。

另一方面，小分子团改变了水分子的整体性能与溶解性能，使水中成垢盐类溶解度加大，水分子与成垢离子的亲和性增强，也可达到阻垢目的。

目前，学术界对磁化防垢的机理较为认同的解释有洛仑兹力理论、氢键作用理论和磁致胶体效应理论等。

1.洛仑兹力理论

带电粒子或水合离子以一定的速度通过电磁场时受到洛仑兹力作用，其中带电粒子或污垢颗粒互相碰撞形成了缔合体。缔合体结构稳定并不会因溶剂分子热运动的冲击被拆散，且缔合体在循环冷却水中会形成大量的结晶体。以结晶体为核心又会形成污垢悬浮颗粒，污垢颗粒稳定地存在于水中，不会沉积到换热器换热面上，达到阻垢目的。

2.氢键作用理论

磁场对水分子具有极化作用，受到磁场极化作用的水分子中氢键会发生弯曲或断裂，水分子缔合体被形成团簇较小的双水分子或单个水分子，广泛分布在水中并包围了成垢粒子，阻止了污垢的进一步形成，起到了阻垢作用。

3.磁致胶体效应理论

磁场会促使胶体粒子表面形成双电层，双电层可使胶体粒子不被溶解，此胶体粒子又作为结晶核心沉降。此外，磁致胶体效应对盐类具有增溶作用，溶解度的增加间接抑制污垢晶体颗粒的形成，起到阻垢效果。