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交叉缩放椭圆管的管壁污垢热阻变大


发布时间:2020/6/6 阅读:430


循环冷却水pH随时间呈一定变化规律。在有铁细菌存在的铜材质交叉缩放椭圆管中,初始阶段pH呈升高趋势,而后略有降低,之后趋于平稳。实验条件下前3天内细菌通过自身不断“调试”,使自身细胞质pH和外部环境pH适宜酶促反应的发生,使之达到最佳生存环境。前3天内pH不断升高,第3天pH达到最高点。细菌内酶促反应速率变快的同时,二价铁的氧化速率变快,铁细菌及其代谢产物附着在管壁影响换热。由表1和图4可知此时间内细菌总数增多,交叉缩放椭圆管管壁污垢热阻变大。 后细胞新陈代谢产生大量二氧化碳和其他酸性代谢产物导致pH降低。故实验进行3−5d时间内pH值下降。5d后细菌繁殖到一定数量后由于缺乏营养物质而导致部分死亡,细菌代谢产物变少,不足以对整个系统构成影响,所以pH变化不大。对比图4可知此时间内污垢热阻趋于稳定。污垢热阻变化与pH对细菌的生存环境影响有关。而未加菌管中由于受热及曝气,二氧化碳从水中逸出,pH略有变大,导致曲线B略有升高。图6pH与时间的关系曲线Fig.6pHversustime徐志明等:交叉缩放椭圆管中微生物污垢特性含量随时间变化关系:图7为循环冷却水Fe2+含量与时间的关系。由图7可知Fe2+含量在有铁细菌存在的交叉缩放椭圆管中下降速率比未加菌管大,由于试验系统与空气充分接触,Fe2+被空气中氧气氧化成Fe3+,因此未加菌管中Fe2+浓度会降低。 曲线B呈下降趋势。Fe2+是水中铁细菌的营养源。铁细菌在水中能使亚铁化合物氧化,并使之生成三价的氢氧化铁沉淀。因此,加菌的交叉缩放椭圆管Fe2+含量比未加菌的下降速率大得多。第2天至第3天Fe2+含量下降速率最大,说明此时间内细菌繁殖速率最快,这与表1细菌总数变化情况相吻合。且Fe2+与磷酸根离子结合形成的磷酸亚铁是粘着性很强的污垢。由图4知此时段污垢热阻有明显增长。4d后Fe2+含量几乎为零。铁细菌无营养源,繁殖几乎停止。前3天内Fe2+含量下降,污垢热阻升高;3d后Fe2+含量较少,污垢热阻基本保持不变。所以Fe2+含量变化对污垢热阻有关联影响。2.3.3COD值随时间变化关系:图8为循环冷却水中COD值与时间的关系。初始阶段加菌管COD含量比未加菌管COD含量大得多是因为实验初始阶段向系统中添加细菌所需的营养物质所致。 由图8可知前4天内试验系统中COD含量图7Fe2+含量与时间的关系曲线Fig.7ThecontentofFe2+versustime下降程度较大。4d后趋于平稳,而加菌管中COD含量几乎无变化。原因为前4天细菌繁殖处于迟缓期、对数期及稳定期。迟缓期细菌合成各种酶、辅酶及中间代谢产物。对数期细菌则以几何级数恒定快速增殖,消耗氮源和碳源,系统中营养源快速消耗,所以COD含量下降程度较大。4d后细菌生长繁殖处在衰亡期,细菌繁殖速度减慢或停止,菌数下降,死菌数超过活菌数,代谢活动停滞。交叉缩放椭圆管中COD变化较大是因为铁细菌生长繁殖及代谢导致。对比图4与图8,循环冷却水中COD值下降时区内污垢热阻值增加,COD值不变时污垢热阻值趋于稳定。所以研究循环冷却水内COD值对研究污垢热阻有重要意义。 2.3.4溶解氧含量随时间变化关系:图9为循环冷却水中溶解氧与时间的关系,随着实验的进行,加菌管溶解氧呈降低趋势。无菌管溶解氧随时间含量变化差别不大。由于铁细菌为好氧菌。铁细菌按下式进行生物氧化反应:2FeSO4+3H2O+2CaCO3+0.5O2→2Fe(OH)3+2CaSO4+2CO24FeCO3+6H2O+O2→4Fe(OH)3+4CO2+能量如图9所示,前3天铁细菌在管内大量繁殖,其生长繁殖需要氧气,溶解氧含量下降是因图8COD值与时间的关系曲线为铁细菌氧化反应耗氧。3−4d之间由于细菌数量多,溶解氧需求量大,因此溶解氧下降速率依然很大。

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