李志文，樊栓狮，刘文忠，王燕鸿，郎雪梅

（1 华南理工大学化学与化工学院，广东 广州 510640；2 广东恒联食品机械有限公司，广东 广州 511447）

引 言

随着社会的发展，人们生活水平不断提高，商用开水器（下面简称开水器）的使用越来越广泛，但因其具有加热功率高、水处理量大，水垢问题格外严重，导致加热管断裂、水箱堵塞、漏电等问题产生，大大缩短其寿命，制约开水器的发展。所以解决开水器水垢问题，刻不容缓[1-5]。

目前，主要的防垢法包括化学方法与物理方法。化学方法有软化法[6]、离子交换树脂法[7]、阻垢剂法[8]等；物理方法有超声波防垢法[9-12]、磁场防垢法[13-16]、静电场防垢法[17]等。对于开水器，考虑到饮水安全，运用物理方法较佳。其中，超声波防垢法引入国内的时间较长，技术较成熟[18]，目前主要应用于低温钢质管道的防垢上，有良好的防垢效果。本文研究的开水器加热管为高温氮化硅材质的加热元件，目前超声波防垢法尚未在高温防垢领域应用，探讨超声波对开水器加热管的防垢效果，有一定的理论意义与工业价值。

1 实验方法

超声波防垢实验平台如图1 所示，主要由水箱、水泵及开水器3 部分组成，左侧为3 个规格相同的水箱（1 m×1 m×1 m），水箱用来配备实验用溶液（实验介质为NaHCO3、CaCl2按质量比1:1 配置成400 mg·L-1的CaHCO3水溶液）。水箱与开水器之间通过水管连通，中间有一水泵，往开水器供应制备好的溶液。右侧为3 个开水器，开水器为广东恒联食品机械有限公司提供的智能型特陶即开式电开水器（型号为ISI-12），开水器内部如图2 所示，水箱内有6 根加热管（加热管为氮化硅特陶加热管，每根功率为2 kW）及一挡水板（材料为316 钢），水箱进水口有一流量计（计量耗水量）。……