試驗以松花江水中分離純化出的鐵細菌為菌種,并經過多次純化轉代接種篩選得到。分離純化實驗所用的鐵細菌(Ironbacteria,IB)培養基[13]為(g/L):MgSO40.5,(NH4)2SO40.5,K2HSO40.5,CaCl20.2,NaNO30.5,檸檬酸鐵銨10.0。培養一定體積的鐵細菌OD600到0.5左右。1.2實驗管的材料、幾何尺寸由于具有良好的熱傳導性能和機械加工性能,銅和銅合金被列為空調制冷系統中金屬換熱管的首選材料。本實驗采用的是銅材質交叉縮放橢圓換熱管,如圖1所示。該管由多個軸線相互交叉的橢圓形截面管段和部分光滑圓形截面管段組成。相鄰管段之間存在過渡段。其結構如圖2所示,試驗中用的交叉縮放橢圓換熱圖1交叉縮放熱鍍鋅方管實圖

    材質是紫銅,基管尺寸為20mm×1.5mm。對比試驗為紫銅材質光管。1.3實驗系統及裝置實驗系統如圖3所示,加入鐵細菌的循環冷卻水在重力作用下由高位水箱流經實驗管路進行換熱,然后進入低位水箱,循環水經空冷換熱器冷卻后由泵打入高位水箱,如此往復循環。實驗測試段為長度2.23m的銅管。兩實驗管段都有3個T型熱電偶測量壁溫,管子的出、入口溫度及水浴溫度分別由Pt100熱電阻來測量,精度為±0.15°C。流量信號是用人工稱重法來測量的,所有測量信號都經由傳輸電纜通過數據采集卡送入計算機進行儲存和處理。系統自動化程度較高,可實現無人值守。1.4實驗原理采用污垢熱阻法[14]計算污垢熱阻值:

    A為換熱器換熱面積,為溶液進、出口溫度,°C。通過測量溶液和熱水的流量及進出口溫度便可計算出污垢熱阻Rf的值。2結果與分析2.1交叉縮放熱鍍鋅方管與光管污垢特性對比圖4為交叉縮放熱鍍鋅方管與光管管壁污垢熱阻隨時間變化對比關系曲線。其中,管內的工質流速0.3m/s,按加菌量為總用水體積(150L)的1%加入到動態模擬實驗裝置中,實驗用水為自來水,水溫30°C左右,熱源為50°C左右。由圖4可知,前2天光管與交叉縮放橢圓換熱管的污垢熱阻的變化趨勢大致相同。2d后光管的污垢熱阻漸近值大約是交叉縮放橢圓換熱管的2倍。這是因為交叉縮放橢圓換熱管的截面為橢圓形,在壓力作用下發生彈性形變,使污垢在管內易脫落;此外,熱鍍鋅方管道交錯布置,二次流和縱向渦流作用使循環水在管道內更不易結垢。因此交叉縮放熱鍍鋅方管在抗垢性能方面優于光管。

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