ứng dụng công nghệ siêu âm hiệu quả cao trong chống đóng cặn trên các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống

1

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ









BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
CẤP BỘ NĂM 2007





TÊN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM HIỆU QUẢ CAO
TRONG CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ
HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG”

KH: 101- 07RD/HĐ-KHCN

Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Cơ khí
Chủ nhiệm đề tài: Ts. Lê Trí Vĩnh



6927
28/7/2008

Hà nội – 2008


2

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
CẤP BỘ NĂM 2007






TÊN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM HIỆU QUẢ CAO
TRONG CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ
HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG”

KH: 101- 07RD/HĐ-KHCN









Thủ trưởng đơn vị Chủ nhiệm đề tài
(ký tên, đóng dấu) (ký, ghi rõ họ tên)



Ts. Lê Trí Vĩnh

Hà Nội - 2008

3

Mục lục
Danh sách các thành viên tham gia………………………………………….5
Lời nói đầu………………………………………………………………… 6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TẢY RỬA VÀ CHỐNG ĐÓNG
CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ
THỐNG ĐƯỜNG ỐNG, SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG SIÊU
ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP 9
1.1. Tổng quan về cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống
đường ống 9
1.1.1. Khái niệm về nước cứng và độ cứng của nước 9
1.2. Tổng quan về các công nghệ tảy rửa cặn 12
1.2.1. Công nghệ tảy rửa bằng cơ khí 12
1.2.2. Công nghệ tảy rửa bằng cơ khí kết hợp hoá chất 13
1.2.3. Công nghệ tảy rửa bằng năng lượng siêu âm 16
1.3. Tổng quan về các công nghệ chống cáu cặn liên tục 16
1.3.1. Công nghệ chống đóng cặn bằng sử lý nước 16

1.3.2. Công nghệ chống đóng c
ặn bằng năng lượng sóng từ trường 17
1.3.3. Nguyên lý làm việc của thiết bị xử lý nước điện tử 19
1.3.4. Công nghệ chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm 21
1.4. Âm và sóng âm 23
1.4.1. Khái niệm về âm thanh và dao động sóng âm 23
1.4.2. Các đặc tính cơ bản của sóng âm thanh 24
1.5. Siêu âm và các đặc tính quan trọng của năng lượng dao động sóng
siêu âm 28
1.5.1. Khái niệm về dao động siêu âm 28
1.5.2. Các tính chất quan trọng của dao động sóng siêu âm 29
1.5.3. Bản chất sự tác động sóng siêu âm trong chất lỏng 33
1.6. Ứng dụng năng lượng siêu âm trong công nghiệp 35
1.6.1. Gia công cơ bằng năng lượng siêu âm 38
1.6.2. Làm sạch bằng công nghệ siêu âm 39
1.6.3. Hàn bằng năng lượng siêu âm 40
1.6.4. Công nghệ siêu âm trong ngành hoá hiện đại 40
1.6.5. Siêu âm trong ngành luyện kim 41
1.6.6. Công nghệ siêu âm trong ngành mỏ 41
1.6.7. Công nghệ siêu âm trong công nghiệp chế biế
n thực phẩm 41
1.7. Kết luận chương 1 41
CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG ĐÓNG CẶN
BẰNG NĂNG LƯỢNG SIÊU ÂM CHO CÁC THIẾT BỊ
TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG 43
2.1. Giới thiệu chung về công nghệ và các kết quả nghiên cứu ứng
dụng công nghệ siêu âm trong nước và quốc tế 43
2.2. Công nghệ dùng năng lượng siêu âm trong chống đóng cặn trên
các thiết b
ị nhiệt 45

2.3. Thiết bị kỹ thuật chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm 47
2.3.1. Nguồn năng lượng điện tần số dao động siêu âm 47
2.3.2. Đầu phát và truyền dao động siêu âm vào môi trường ứng dụng 47

4
2.3.3. So sánh, lựa chọn kiểu đầu phát dao động cơ học tần số siêu âm cho
công nghệ chống đóng cặn 50
2.4. Đầu phát siêu âm trong chống đóng cặn và vị trí trên thiết bị nhiệt
trên thực tế 51
2.4.1. Một số đầu phát đang có trên thị trường thế giới 51
2.4.2. Cách lắp đầu phát siêu âm trên thiết bị nhiệt 55
2.5. Kết luận chương 2 57
CH
ƯƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
ĐẦU PHÁT DAO ĐỘNG SIÊU ÂM CƠ KHÍ DÙNG CHO
CHỐNG ĐÓNG CẶN 58
3.1. Các yêu cầu cơ bản cho đầu phát siêu âm cơ học 58
3.2. Vật liệu sử dụng chế tạo đầu phát dao động siêu âm 59
3.2.1. Vật liệu chế tạo phần chuyển đổi 60
3.2.2. Vật liệu chế tạo thân đầu phát 61
3.3. Cơ sở lý thuyết tính toán các thông số quan tr
ọng của đầu phát dao
động siêu âm cơ học 62
3.3.1. Cơ sở tính toán các thông số cơ bản của phần hiệu ứng từ giảo (theo
Volkov C.C.) 62
3.3.2. Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế phần tích tụ, khuyếch đại và truyền
năng lượng siêu âm (thân đầu phát) 63
3.3.3. Cơ sở lý thuyết tính toán phần điện của đầu phát dao động siêu âm cơ
học 70
3.3.4. Nguồn cho đầu phát siêu âm 72

3.4. Tính toán thiết kế đầu phát siêu âm cơ học dung cho chống đóng
cặn trên thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống 74
3.4.1. Tính toán thiết kế phần tích tụ và truyền năng lượng siêu âm (thân
đầu phát) 74
3.4.2. Tính toán thiết phần hiệu ứng từ giảo 77
3.4.3. Tính toán bền đầu phát dao động siêu âm cơ học 78
3.4.4. Các bản vẽ đầu phát UPA-1M (xem ph
ụ lục - các bản vẽ kèm theo) 79
3.4.5. Tính toán lựa chọn đầu phát cho bộ trao đổi nhiệt 79
3.5. Kết luận chương 3 79
CHƯƠNG 4. KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HIỆU
QUẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM CHO CHỐNG
ĐÓNG CẶN TRÊN BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT 81
4.1. Mục đích nghiên cứu khảo nghiệm 81
4.2. Đối tượng nghiên cứu 81
4.2.1. Thiết bị trao đổi nhi
ệt HE NaCl HEATER-502 và các đặc tính kỹ
thuật cơ bản: 81
4.2.2. Kết quả khảo sát bộ trao đổi nhiệt HE-502 82
4.3. Thiết bị công nghệ (thiết bị phát siêu âm) 82
4.3.1. Nguồn phát dao động điện tần số siêu âm 83
4.3.2. Đầu phát dao động siêu âm cơ học 83
4.3.3. Cáp cao tần 83
4.3.4. Ổn áp 84
4.3.5. Các đặc tính kỹ thuật khác củ
a thiết bị công nghệ 84

5
4.4. Nội dung khảo nghiệm đánh giá hiệu quả của năng lượng siêu âm
trong chống đóng cặn 84

4.4.1. Xác định điểm lắp thiết bị siêu âm vào bộ trao đổi nhiệt 84
4.4.2. Các yêu cầu khi lắp đầu phát siêu âm vào bộ trao đổi nhiệt 87
4.4.3. Các kiểm tra sau khi lắp đầu phát siêu âm vào bộ trao đổi nhiệt 87
4.4.4. Phương pháp thực nghiệm 88
4.4.5. Kết quả thu nhập từ nghiên cứu khảo nghiệm 89
4.5. Nhận xét và đánh giá kết quả của năng lượng siêu âm trong chống
đóng cặn trên He-502 94
Kết luận chung của đề tài Error! Bookmark not defined.
Tài liệu tham khảo 98
















6
Danh sách các thành viên tham gia


TT Họ và tên Chức vụ Đơn vị công tác

1 Lê Trí Vĩnh TS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN
2 Nguyễn Hải Hà KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN
3 Nguyễn Anh Dũng KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN
4 Thái Trung Hiếu KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN
5 Phạm Văn Kha KS. Tự động hoá Trung tâm TVTKCN
6 Lê TrongKiên KS. Điện Trung tâm TVTKCN
7 Ngô Duy Hưng KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN
8 Trần Ngọc Hải KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN
9 Võ Duy Phương KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN

7
Lời nói đầu

Những người đã từng làm với các thiết bị nhiệt thì hiểu hơn ai hết về cặn
và tác hại của chúng đối với các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống.
Sự hình thành cáu cặn các muối cứng cacbonnat trong các thiết bị trao đổi
nhiệt là nguyên nhân chính dẫn đến sự giảm hiệu quả làm việc của chúng. Do
các hệ số dẫn nhiệt c
ủa kim loại và các chất cáu cặn có giá trị khác nhau, sự gia
tăng bề dầy của lớp cáu cặn làm giảm nhiệt độ của nước cần gia nhiệt. Để bảo
toàn tính ổn định của của nước cần gia nhiệt với giá trị yêu cầu, người ta cần
phải tăng mức tiêu hao nhiên liệu của thiết bị sinh ra nhiệt, vì thế các thiết bị
trao đổi nhiệt phải làm việc vớ
i nhiệt độ trung bình cao hơn, dẫn đến quá trình
hình thành lên cáu cặn lại gia tăng nhanh hơn. Phụ thuộc vào độ cứng của muối
cacbonnat trong nước cần gia nhiệt (hay cần thu nhiệt) và nhiệt độ đầu ra của
thiết bị trao đổi nhiệt, thời gian phát triển bề dày của lớp cáu cặn trong các thiết
bị trao đổi nhiệt dạng ống tới 1-1,5 mm có thể trong thời gian từ vài tuần đến vài
năm. Cứ
mỗi lớp cáu cặn mới hình thành thậm trí chỉ 0.1mm cũng dẫn đến sự
giảm quá trình truyền nhiệt, gia tăng tiêu hao nhiên liệu một cách đáng kể.
Nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, chỉ cần 1mm lớp
cáu cặn được hình thành trong các bộ trao đổi nhiệt thì đã dẫn đến sự giảm tính

hiệu quả làm việc của các thiết bị trao đổi nhiệt tới 30%. Trong đó cáu c
ặn trong
các bộ trao đổi nhiệt còn gây ra sự tổn thất kinh tế nặng lề cho cả dây chuyền
sản xuất, cho vận chuyển và quá trình sử dụng nhiệt.
Trong các hệ thống thiết bị nhiệt xuất hiện các tổn thất khác - sự gia tăng
năng lượng điện tiêu thụ của các bơm nước do cần phải bơm lưu lượng lớn hơn
để bù đắp sự tổ
n hao nhiệt, sự gia tăng các tổn hao về thuỷ động và nhiệt động,
sự cần thiết phải thường xuyên tháo lắp và tảy rửa cặn trên các bề mặt gia nhiệt
của các thiết bị nhiệt.
Tổn hao về nhiệt trong quá trình vận chuyển nhiệt gia tăng khi cần có
nhiệt bổ xung do tổn hao từ nơi sinh nhiệt đến thiết bị sử dụng nhiệt. Sự gia tăng
lư
u lượng nước cần gia nhiệt (hay thu nhiệt) trong các thiết bị trao đổi nhiệt dẫn
đến sự cần thiết phải vận chuyển lưu lượng lớn hơn, và các tổn hao bổ xung
năng lượng điện v.v. Các phương pháp thường được sử dụng hiện nay để đấu
tranh chống lại sự hình thành cáu cặn với mục đích: giảm số lượng các muối
cacbonnat cứng có trong nước bằ
ng cách sử lý nước với sự hỗ trợ của hoá chất
(làm mềm nước) và sử dụng các chế độ nhiệt tối ưu trong hệ thống trao đổi
nhiệt.
Việc sử dụng phương pháp sử lý làm mềm nước bằng hoá chất cần được
đảm bảo trong suốt quá trình hoạt động của các bộ trao đổi nhiệt. Mặt khác, quá
trình sử lý khó có thể được đảm bảo ở m
ức tối ưu dẫn đến quá trình hình thành
cáu cặn càng gia tăng. Trong các thiết bị điện hoá chống đóng cặn, quá trình
hình thành cáu cặn xảy ra ở các bộ lọc chuyên dụng, sự hình thành cáu cặn ở đây
xảy ra nhanh hơn so với trong các bộ trao đổi nhiệt. Chính vì thế việc tảy rửa
cặn trong các bộ lọc phải thực hiện thường xuyên hơn so với các bộ trao đổi
nhiệt.

Hiện nay có công nghệ
sử lý nước mềm hiện đại bằng cách sử dụng sử dụng các
chất hoá học với gốc phosphonat và polikarboksinat. Để ứng dụng công nghệ

8
này cần phải sửa đổi lại kết cấu các thiết bị trao đổi nhiệt, lắp đặt thêm các thiết
bị điện và chi phí do tiêu thụ hoá chất hàng tháng.
Các phương pháp khác tương đối hiệu quả hơn là phương pháp sử lý làm
mềm nước bằng từ trường và điện từ trường. Mặt khác, việc sử dụng phương
pháp làm mềm nước có độ cứng cao bằng từ trường không có hi
ệu quả theo yêu
cầu, ngoài ra giá thành sử lý nước bằng điện từ trường tương đối cao
.
Sự phát hiện ra các hiện tượng tạo bong bong siêu nhỏ trong chất lỏng khi
có tác dụng của dao động sóng siêu âm, mà khi các bong bong này nổ ra sinh ra
trong chất lỏng một áp lực với nhiệt độ cực lớn đã giúp các nhà khoa học tìm ra
nhiều hướng đi mới. Bằng các hiệu ứng này, ngay từ những năm 60 của thế kỷ
trước, các nhà khoa học Liên Xô áp dụng chúng cho rất nhiều mục đích khác
nhau trong công nghiệp, trong đó có chống đóng cặ
n cho các thiết bị trao đổi
nhiệt và hệ thống đường ống. Tuy nhiên, do sự sụp đổ của Liên Xô cũ, nhiều
công trình nghiên cứu trong lĩnh vực này bị dừng lại và phải đến những năm
cuối thế kỷ 20 mới được khởi động trở lại.
Việc áp dụng công nghệ siêu âm cho chống đóng cặn được đánh giá là ưu
việt nhất hiện nay do có nhiều tính vượt trộ
i về kinh tế, kỹ thuật, môi trường v.v.
Công nghệ này vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện. Để hoàn thiện
được công nghệ này, các nghiên cứu về cáu cặn, sự hình thành của cặn trong các
thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống, sự tác dụng của năng lượng siêu
âm vào quá trình hình thành nên cặn và sự phá huỷ cặn đã và do tác động dao

động siêu âm, các tác dụng khác nữa của năng lượng siêu âm là vô cùng c
ần
thiết.


9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TẢY RỬA VÀ CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN
CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG,
SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG SIÊU ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP

1.1. Tổng quan về cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường
ống
1.1.1. Khái niệm về nước cứng và độ cứng của nước
Độ cứng của nước – là tập hợp các tính chất của nước được đặc trưng bởi
các iôn canxi và magnhê có chứa trong nước. Nếu nồng độ các iôn này lớn, thì
nước được gọi là nước cứng, nếu nồng độ nh
ỏ thì nước được gọi là nước mềm.
Nếu nước cứng có thành phần iôn magnhê cao thì có thể kiểm tra bằng vị, vị đặc
trưng là hơi chát.
Nước cứng cũng được phân loại ra làm hai loại :
- Nước cứng cacbonnat là nước cứng khi có chứa các muối axít cacbonnát
hoà tan như muối hyđrô cacbonnat canxi Ca(HCO
3
)
2
và hyđrôcacbonnat
magnhê Mg(HCO
3
)
2

- Nước cứng phicácbonnát là nước cứng mà trong đó sự tạo cứng do các
muối không phải là muối cacbonnat của canxi và magnhê gây ra.
Khi bị đun nóng đến nhiệt độ sôi, liên kết hyđrôcacbonnat bị phá huỷ và
hình thành các tinh thể muối cacbonnat kém hoà tan CaCO
3
kết tủa xuống, vì
vậy độ cứng cacbonnat được gọi là độ cứng tạm thời. Khi bị đun đến nhiệt độ
sôi các iôn Mg
++
và Ca
++
kết tủa dưới dạng cacbonnat. Ví dụ như:
Ca
2+
+ 2HCO
3
- = CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
(1.1)
Độ cứng của nước được duy trì sau khi nước đã bị đun nóng đến nhiệt độ
sôi được gọi là độ cứng ổn định hoặc là độ cứng phicacbonnat. Nó được đặc
trưng bởi các muối hoà tan của canxi và magnhê từ các axít mạnh như sulphát
và clorit.

1.1.2. Quá trình hình thành cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống
đường ống

Sau một thời gian vận hành các thiết bị trao đổi nhiệ
t, hệ thống đường
ống và các thiết bị nhiệt công nghiệp và dân dụng khác xảy ra hiện tượng hình
thành cáu cặn cacbonnat (cặn) chủ yếu là do các phần tử muối cứng có trong
nước (nước cứng) – đó là các phần tử muối cacbonnat của canxi (Ca
2+
), magnhê
(Mg
2+
) và các phần tử khoáng chất khác tạo thành.
Cặn được hình thành trên bề mặt gia nhiệt của các thiết bị nhiệt trong quá
trình nước được đun nóng. Quá trình hình thành cáu cặn được xảy ra do một số
nguyên nhân sau: sự phân rã các muối axít cacbonnat chủ yếu của các nguyên tố
canxi và magnhê, các muối này chuyển thành muối cacbonnat với độ không tan
rất cao bám vào bề mặt gia nhiệt của thành ống và hình thành nên cáu cặn (xem
phương trình phản ứng 1.1). Ngoài các muối cacbonnat canxi và magnhê, còn có
các muối khác của canxi và magnhê như sulphat và clorit t
ạo ra cặn trong các
thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống. Tuy nhiên nồng độ các muối này
trong nước không nhiều như muối cacbonnat nên người ta chỉ tập trung sử lý các
muối cacbonnat.
Quá trình hính thành cáu cặn là quá trình kết tinh thể hoá tương đối phức
tạp và có thể được mô tả trong ba giai đoạn phát triển sau:

10
1. Đạt trạng thái bão hoà.
2. Hình thành các tâm (mầm) kết tinh tinh thể.
3. Đạt kích thước đủ lớn và kết tủa thành cáu cặn.
Như đã biết, nước sử dụng cho các thiết bị nhiệt tuy đã được sử lý trước
khi đưa vào sử dụng nhưng vẫn chứa một số lượng đáng kể các muối hoà tan,

trong đó chủ yếu là có các ion canxi và magnhê và các kation sulphát, silicát,
cacbonnat và các kation khác. Trong quá trình được đun nóng sau một thời gian,
do bị bay hơi các kation và ion tăng dần kích thước đến kích thước bão hoà. Sự
tăng dần kích thước các ion này thành các mầm tinh thể dẫn đến sự tách chúng
ra khỏi dung dịch và các mầm này chính là nguyên nhân hình thành các cáu cặn
trong các thiết bị nhiệt. Sự hình thành các mầm tinh thể thường xảy ra với tốc độ
nhanh hơn ở các lớp gần thành thiết bị vì ở đây có sự tập trung nhiều hơn của
các các muối do nước ở khu v
ực này bị bay hơi nhiều hơn. Tiếp theo quá trình
kết tinh thể kết hợp với sự gia tăng về kích thước của các tinh thể theo hai hướng
khác nhau:
- Sự tách pha cứng trực tiếp trên bề mặt gia nhiệt với sự hình thành lớp
cáu cặn trên bề mặt gia nhiệt (lớp cặn sơ cấp)
- Sự tách các pha trong nước dưới dạng các tinh thể cực bé sau đó lớn dần
và hình thành nên cặn trong nước.
C
ặn có thể dính bám vào bề mặt gia nhiệt của thiết bị nhiệt tạo nên lớp
cặn và được gọi là lớp cặn thứ cấp.

Quá trình hoá hình thành cáu cặn trong nước
Quá trình hình thành cáu cặn liên quan đến sự tách hyđrô các bon nát do
bị tác dụng của nhiệt, thuỷ phân cácbonnát, và sự giảm tính hoà tan trong nước
nóng sulphua canxi, hyđrôxít magnhê, silicát canxi và magnhê. Quá trình hoá
tính hình thành cáu cặn muối canxi có thể được mô tả bằng phương trình phản
ứng hoá học sau:
Са (НСО3)2 + Са (ОН
)2=2СаСО3| + 2Н2О (1.2)
Ví dụ, trong các bộ trao đổi nhiệt và hệ thống nồi hơi v.v. nước được sử
dụng có thể là nước sinh hoạt có chứa rất nhiều muối cacbonnat canxi (không
qúa 300 mg/lít theo tiêu chuẩn nước uống TCVN1329/2002/BYT/QĐ), chính vì

thế mà cáu cặn hình thành rất nhanh chủ yếu từ các muối này.
Đối với magnhê ngoài một lượng nhỏ muối cacbonnat magnhê gây cặn
còn có hyđroxit magnhê vì khi bị đun nóng Hyđrôcacbonnat magnhê có trong
nước phản
ứng với vôi, kết tủa dưới dạng hyđrôxit magnhê Mg(OH)
2

Độ hoà tan của МgСОз cao, do đó khi được sôi lâu phần lớn muối này sẽ
được thuỷ phân tạo ra hyđrôxít magnhê có độ hoà tan thấp (8 mg/l). Vì hoà tan
thấp nên các phần tử này cấu kết lẫn nhau hình thành nên các phần tử có khối
lượng lớn hơn và kết tủa bám vào bề mặt trao đổi nhiệt và hình thành nên cáu
cặn magnhê.
Ngoài ra, trong nước còn có các thành phần kim loại khác như sắt. Chính
các phương pháp tách sắt ra khỏi nước trong quá trình sử lý nước dẫn
đến sự ô
xy hoá sắt hoá trị 2 Fe
2+
thành sắt hoá trị 3 Fe
+3
và kết tủa dưới dạng hyđrôxít sắt
3 Fe(OH)
3
. Sự có mặt của các chất này trong nước sẽ cản trở qúa trình kết tủa
sắt, chúng là lớp keo bảo vệ đối với hyđrôxits sắt 2.

11
Một trong những phương pháp tách sắt là cho nước đi qua lớp huyền phù
phấn vôi tinh lơ lửng và hyđrôxít nhôm.
2Н2СгО4 + 3Na2SO3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 5Н2О (1.3)
Sau đó cần hoà tách nước với NaOH để tách hyđrôxít crôm

Nó cùng lúc sẽ kết hợp với chất keo trong nước do có sự hình thành
hyđrôxít canxi
Cacbonnat amônhi như muối của các axít và bazơ yếu sẽ được thuỷ phân:
(NH4)2CO3 + HOH^±NH4OH + NH4HCO3 (1.4)
Đối với hyđrôxít amônhi đặc trưng là trạng thái bão hoà chính vì thế
trong
những khu vực vệ sinh thường có mùi amiắc.
Tuy nhiên, các phần tử hyđrôxít sắt vẫn không thể tách hết được vì thế mà
bám vào bề mặt trao đổi nhiệt tạo nên một phần của cáu cặn có trong các thiết bị
trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống.
Ngoài các muối hình thành cáu cặn trên trong nước còn rất nhiều các chất
khác cũng có thể tạo nên cáu cặn, tuy nhiên tỷ lệ của chúng so với muối canxi và
magnhê không nhiề
u. Ví dụ, trong nước uống có chứa những nguyên tố chủ yếu
có thể hình thành cáu cặn ngoài canxi và magnhê (TCVN1329/2002/BYT/QĐ):

Bảng 1.1
TT Tên các nguyên tố Hàm lượng Gái trị (<)
1 Canxi mg/l 300
2 Magnhê mg/l 300
3 Sắt mg/l 0.5
4 Mangan mg/l 0.5
5 Crôm mg/l 0.05
6 Chì mg/l 0.01
7 Đồng mg/l 2
8 Niken mg/l 0.02
9 Sunfat SO
4
mg/l 250
10 Phosphat mg/l 2.5

11 Clo mg/l 250

Nếu các bộ trao đổi nhiệt dùng để gia nhiệt cho hoá chất, có nghĩa là môi
chất trong đường ống là hoá chất thì trong thành phần cáu cặn còn có thành phần
của các hoá chất gây ra cặn.
Vì thành phần của các nguyên tố khác không có nhiều trong nước ngoài
canxi và magnhê nên các phương pháp chống đóng cặn chỉ tập trung vào sử lý
cặn cho các muối của những nguyên tố này.

1.1.3. Ảnh hưởng của cáu cặn đến hoạt động của thiết bị trao đổ
i nhiệt và hệ
thống đường ống
Cáu cặn dẫn đến sự gia tăng đáng kể mức tiêu thụ năng lượng, giảm hiệu
suất của các thiết bị nhiệt, quá nhiệt bề mặt gia nhiệt của lò hơi, giảm tiết diện
dòng chảy của ống dẫn, dẫn đến sự tăng cản trở chuyển động của nước và chất
lỏ
ng, gia tăng chi phí vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa các thiết nhiệt. Ngoài ra,
dưới lớp cặn xảy ra quá trình tích luỹ các tạp chất làm tăng nhanh quá trình ôxy

12
hoá lớp bề mặt kim loại của ống dẫn làm giảm tuổi thọ của kim loại và hư hỏng
cục bộ trong các đường ống và bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị.
Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học, cứ 1 mm lớp cặn trên bề
mặt của các thiết bị nhiệt sẽ hấp thụ 10% năng lượng nhiệt, nếu trên bề mặt
thành c
ủa nồi hơi hoặc các thiết bị đun nước lớp cặn dầy đến 13 mm thì sự mất
mát năng lượng nhiệt là 70% (hình 1.1)

0
20

40
60
80
1,5 3 7 10 13
Chiều dầy lớp cặn, mm
Tổn thất năng lượng, %

Hình 1.1. Sự phụ thuộc của tổn thất năng lượng vào chiều dày lớp cặn

Dõ ràng là cặn không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của thiết bị,
tăng chi phí vận hành mà còn giảm tuổi thọ đáng kể của các thiết bị nhiệt. Hiện
nay trên thế giới đã có rất nhiều các phương pháp chống đóng cặn trực tiếp và
liên tục với nhi
ều công nghệ tiên tiên khác nhau.

1.2. Tổng quan về các công nghệ tảy rửa cặn
1.2.1. Công nghệ tảy rửa bằng cơ khí
Công nghệ tảy rửa cặn bằng cơ khí là phương pháp cổ điển nhất sử dụng
các thiết bị hoặc dụng cụ cơ khí đơn giản tác động trực tiếp vào bề mặt thiết bị
có cặn, nhưng cũng được áp dụ
ng rộng rãi nhất do các ưu điểm là đơn giản và
giá thành thiết bị dùng cho tảy rửa cũng không cao. Tuy nhiên phương pháp này
có rất nhiều nhược điểm như: thời gian tảy rửa lâu, khả năng hỏng bề mặt kim
loại bám cặn cao, phải dừng máy hoàn toàn trong thời gian tảy rửa.
Phương pháp và công nghệ làm sạch cặn trong mỗi trường hợp cụ thể
được xác định dựa trên số lượng và thành ph
ần của cặn, đặc tính và loại nhiên
liệu sử dụng trong lò hơi nếu là cáu cặn lò hơi, các điều kiện và chế độ làm việc
của thiết bị cụ thể v.v. Trong các bộ trao đổi nhiệt và các lò hơi áp suất thấp và
áp suất trung bình, với những lớp cặn đã tương đối dày, việc làm sạch cặn

thường sử dụng phương pháp cơ thuỷ động.
Trong các quá trình công nghệ thường sử dụng các dụng cụ và thiết bị
như: thiết bị phun nước áp lực cao đến 57 MPa, tuốcbin khí nén với các đầu
phun khí cần thiết, búa khí nén, các thiết bị mơí di động với áp lực đến 3 MPa và
lưu lượng tới 38 m
3
/h, thiết bị điện làm sạch các bề mặt trong của ống gương và
nồi hơi dạng trống v.v. Sử dụng những dụng cụ và thiết bị trên có thể làm sạch
cặn bất kỳ các bề mặt gia nhiệt nào của các thiết bị nhiệt.

13
Bằng các thiết bị cơ khí thuỷ động với áp lực thuỷ động khác nhau người
ta có thể làm sạch cặn và cáu bẩn của tất cả các thiết bị nhiệt, các bộ phận cáu
bẩn cuả tuốc bin, các bộ ngưng của hệ thống gương lò hơi công suất khác nhau.
Tuỳ thuộc vào đặc tính của cặn và cáu bẩn cần làm sạch, áp suất làm việc được
chọn khác nhau trong dải từ 50
đến 450 at. Chi tiết quan trọng của các thiết bị
làm sạch bằng các thiết bị cơ thuỷ động là đầu phun, việc chọn tối ưu đường
kính của các đầu phun sẽ đảm bảo được chất lượng làm sạch các bề mặt bên
trong của các ống trao đổi nhiệt và phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ra chúng. Hiện
nay các nhà sản xuất đã đưa ra các thông số cụ thể củ
a đầu phun cũng như các
thông số chế độ làm việc khác của thiết bị trong quá trình tảy rửa cặn phụ thuộc
vào loại cặn cụ thể, bề dày lớp cặn, tính chất lớp cặn, vật liệu của các thiết bị
nhiệt v.v.

1.2.2. Công nghệ tảy rửa bằng cơ khí kết hợp hoá chất
Công nghệ này cũng tương tự như công nghệ tảy rử
a bằng cơ khí nhưng
có kết hợp sử dụng hoá chất với mục đích rút ngắn thời gian tảy rửa do các chất

cặn cáu bị phá huỷ sơ bộ do tác dụng cuả hoá chất trước khi chúng bị đảy ra
khỏi bề mặt trao đổi nhiệt.
Trong quá trình tảy rửa các thiết bị trao đổi nhiệt không được phép làm
hỏng các lớp bề mặt kim loại của bộ trao đổi nhiệ
t. Do đó sử dụng các chất tảy
rửa và bột mài cũng như bàn chải kim loại là không thể cho phép. Đây là
phương pháp tảy rửa rât shiệu quả và cũng được áp dụng rộng rài, tuy nhiên
phương phá này cũng có nhiều nhược điểm như:
- Trong khi thực hiện các thao tác tảy rửa các bộ trao đổi nhiệt bằng các
thiết bị rửa áp lực lớn cần giữ khoảng cách thích hợp giữa các thiế
t bị rửa và các
bộ trao đổi nhiệt
- Các roăng làm kín trong bộ trao đổi nhiệt có thể bị phá huỷ dưới tác
dụng của các dòng chất lỏng áp suất cao.
- Các lớp cáu cặn lớn cần phải được ngâm trong hoá chất trong thời gian
tối ưu trước khi rửa, nếu thời gian ngâm quá lâu sẽ phá huỷ cả vật liệu của thiết
bị.
Chính vì thế, cần phải chọn hoá chất thích hợp để
tảy rửa cáu cặn các thiết
bị trao đổi nhiệt sao cho không làm hỏng bề mặt kim loại trao đổi nhiệt, các
roăng làm kín và các tấm toả nhiệt. Hoá chất được sử dụng cho việc tảy rửa cáu
cặn trong các bộ trao đổi nhiệt có thành phần và số lượng khác nhau phụ thuộc
vào loại cáu cặn, chiều dày lớp cáu cặn, vật liệu kim loại trao đổi nhiệt v.v. Dưới
đây là một ví dụ về hoá ch
ất và thành phần của nó được sử dụng cho việc tảy rửa
cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt:

14

Hình 1.2. Tảy rửa cặn bằng phương pháp cơ khí thông thường

Những yêu cầu chung đối với các hoác chất phục vụ vụ cho việc tảy rửa cáu cặn
trong các bộ trao đổi nhiệt
Đối với các cáu cặn thông thường

Chất tảy rửa:
Nồng độ:
Nhiệt độ:
Thời gian ngâm:
Axít phosphoríc
Max. 5%
max. 20°C
khoảng. 1 h


Đối với các cáu cặn do có dầu, mỡ và tạp chấ
t sinh học khác, có vi sinh:
Chất tảy rửa:
Nồng độ:
Nhiệt độ:
Thời gian ngâm:
Natri
4%
20°C
max 24 h

Phương pháp làm sạch bằng hoá chất


15

Hình 1.3. Tảy rửa cặn bằng cơ khí kêt hợp hoá chất

Các phương pháp làm sạch không phá huỷ các thiết bị trao đổi nhiệt, theo
nguyên tắc được thực hiện với sự trợ giúp của thiết bị khác. Các thiết bị làm
sạch theo phương pháp không phá huỷ dùng để làm sạch các thiết bị trao đổi
nhiệt kiểu tấm làm việc trong các hệ thống sưởi ấm, hệ thống cung cấp nước
nóng, hệ th
ống thông gío và điều hoà không khí, với mục đích tẩy rửa các cặn
canxi và các loại cặn khác trên bề mặt của các tấm, trong đó không cần phải mở
và tháo rỡ các thiết bị trao đổi nhiệt. Tảy rửa được thực hiện cùng với các hoá
chất dung dịch chất tảy rửa với mục đích làm giảm thời gian giữa các lần tảy rửa
các bộ trao đổi nhiệt và tăng tuổ
i thọ của các thiết bị này. Nếu như các thông số
đo về sự tụt áp lực trong các thiết bị trao đổi nhiệt hơn 1.5 lần so với áp suất khi
thiết bị còn sạch thì các thiết bị trao đổi nhiệt cần thiết phải tảy rửa cặn. Tảy rửa
bằng cơ khí kết hợp hoá chất thường được thực hiện bằng các máy chuyên dùng.
Dưới đây là một ví dụ
máy dùng cho tảy rửa các bộ trao đổi nhiệt bằng hoá chất.

Hình 1.4. Máy tảy rửa cặn

Trong đó (hình 1.4), 1. Thùng chứa dung dịch tảy rửa. Thùng được làm từ
nhựa tổng hợp có độ bền cao trong môi trường axít, có vỏ an toàn, nắp có lỗ để
đổ dung dịch, có nút xả dịch, các đầu nối ống dẫn dịch, tấm gá giữ dây và ống

v.v.; 2. Bơm tuần hoàn dịch; 3. Van đa chức năng dùng để kiểm tra (van hai
chiều) hệ thống cung cấp dịch và hiệu ch
ỉnh lưu lượng dịch cần cung cấp; 4. Hai
ống dẫn dịch mềm làm từ vật liệu chất dẻo tổng hợp bền trong môi trường axít
có lớp bảo về làm từ amiăng, các đai ốc đầu nối ống làm từ vật liệu đồng để kết
nối với thiết bị cần tảy rửa.


16
1.2.3. Công nghệ tảy rửa bằng năng lượng siêu âm
Công nghệ tảy rửa bằng năng lượng siêu âm thực tế cũng là công nghệ
tảy rửa cơ khí hoá chất kết hợp năng lượng của dao động sóng siêu âm. Trước
khi tảy rửa cáu cặn, các bộ trao đổi nhiệt được tháo ra khỏi hệ thống, sau đó đưa
vào các bộ trao đổi nhiệt hoá dung dịch tảy rửa, đồng thời l
ắp các đầu phát dao
động siêu âm vào bộ trao đổi nhiệt với số lượng, đặc tính kỹ thuật nhất định ở
những vị trí thích hợp. Với tác dụng của dung dịch hoá chất tảy rửa các chất cáu
cặn bị phân huỷ từ từ, năng lượng của dao động siêu âm có tác dụng làm cho các
phần tử cặn cáu và hoá chất dao động với tần số của dao dộng siêu âm (thường
là 22 KHz) làm cho các phần tử
hoá chất xâm nhập sâu hơn vào cáu cặn dẫn đến
quá trình phân huỷ cáu cặn được nhanh hơn. Ngoài ra, với tác dụng của dao
động tần số siêu âm, lực hấp dẫn giữa bề mặt kim loại của thiết bị trao đổi nhiệt
và các phần từ cáu cặn giảm dẫn đến việc đẩy chúng ra khỏi bề mặt kim loại khi
có tác dụng của áp lực từ các thiết bị tảy rửa cơ
khí được dễ dàng hơn. Sau một
thời gian (thường từ 5 ngày đến 2 tuần) thiết bị được rửa bằng phương pháp thuỷ
động với tác dụng của dòng nước áp lực để đẩy hết các chất cáu cặn ra ngoài.
Phương pháp tảy rửa bằng năng lượng siêu âm có các ưu điểm là:
- không làm ảnh hưởng đến bề mặt của kim loại do không có sự tác

động trực tiếp cơ khí c
ủa các dụng cụ tảy rửa đến bề mặt gia nhiệt;
- đơn giản không cần phải có công nhân vận hành trình độ cao; rất kinh
tế vì sự tiêu hao năng lượng của các thiết bị phát dao động siêu âm rất
nhỏ;
- hiệu quả cao do sự thâm nhập của hoá chất tảy rửa cặn đến mọi nơi
dưới tác động của dao đông siêu âm.
Tuy nhiên bằng phương pháp này, thời gian tảy rửa t
ương đối lớn hơn so
với các phương pháp khác, ngoài ra chính vì thời gian tác động của các thiết bị
nhiệt với hoá chất dung dịch tảy rửa lâu nên dễ dẫn đến sự ôxy hoá bề mặt cần
tảy rửa lớn.
Phải nói rằng công nghệ tảy rửa cặn bằng năng lượng của dao động siêu
âm là công nghệ rất tiên tiến và đáng quan tâm. Hiện nay các nhà khoa học đang
tiếp tục nghiên cứ
u để tối ưu công nghệ này và thiết kế chế tạo các thiết bị phát
dao động siêu âm với cường độ lớn hơn để giảm thời gian tiếp xúc thiết bị với
mối trường hoá chất dung dịch tảy rửa.

1.3. Tổng quan về các công nghệ chống cáu cặn liên tục
1.3.1. Công nghệ chống đóng cặn bằng sử lý nước
Công nghệ chống đóng c
ặn bằng cách sử lý nước đã được áp dụng rất
rộng rãi trước đây và được gọi là phương pháp sử lý nước mềm trong các các
thiết bị sử lý nước trước khi đưa nước vào sử dụng trong các thiết bị cần chống
cáu cặn như thiết bị nồi hơi, các bộ trao đổi nhiệt v.v. Phương pháp sử lý nước
mềm là phương pháp trao đổi kation trên cơ sở khả nă
ng của các kation này hấp
thụ các kation tạo ra cáu cặn của canxi và magnhê. Đây là phương pháp có thể
chống hiện tượng đóng cặn trên các thiết bị nhiệt như nồi hơi và các loại thiết bị

trao đổi nhiệt, mặt khác hệ thống chống đóng cặn bằng sử lý nước rất đồ sộ và
tốn kém trong đó còn phải sử dụng rất nhiều hoá chất làm mềm nước có giá
thành tươ
ng đối cao. Ngoài ra, chính vì hiệu quả của phương pháp này còn phụ

17
thuộc rất nhiều vào trình độ và kinh nghiệm của những người vận hành nên đôi
khi kết quả là không những không ngăn chặn được sự hình thành cáu cặn mà
còn làm gia tăng quá trình hình thành cáu cặn tiếp sau đó, chính vì thế hiện nay
phương pháp này đang dần được loại bỏ và thay thế vào đó là những phương
pháp khác rẻ tiền mà hiệu quả lại cao hơn nhiều.

Bản chất của quá trình sử lý nước bằng hoá ch
ất trao đổi iôn
Hoá chất sử dụng ở đây là những chất có khă năng thực hiện các quá trình
trao đổi iôn khi tiếp xúc với dung dịch hoà tan trong đó có nước cứng. Quá trình
làm sạch bằng trao đổi iôn cho phép loại bỏ rất nhiều các thành phần có trong
nuớc và chất lỏng như các kim loại nặng, crôm, các nitrat và nitrit và cuối cùng
là làm mềm nước và loại bỏ sắt có trong nước.
Các iônit vô cơ và hữu cơ có thể là iônit tự nhiên và nhân tạo. Theo dấ
u
mang điện tích các iôn bị trao đổi được chia ra làm các katiônit có tính axít và
các aniônit có tính chất bazơ. Phụ thuộc vào mức độ phân tán, các chất trao đổi
iôn còn được phân ra các iôn mạnh và yếu.
Phụ thuộc vào loại iôn liên kết với các nhóm iônit người ta chia chúng ra
theo hình dạng với nhiều kiểu có hình dạng khác nhau: hình dạng của nguyên tử
hyđrô (Hình H), hình dạng clo, khi các nhóm hoạt tính liên kết với các iôn kim
loại (ví dụ, hình Na, hình NH
4
), đối với các iônit hình OH, hình Cl v.v.

Trong quá trình sử lý làm mềm nước trong điều kiện sinh hoạt và điều
kiên công nghiệp người ta sử dụng các katiôn có tính chất axít cao. Ví dụ, thành
phần katiôn có thể mô tả bằng công thức Na
2
R, trong đó Na
+
là kation rất hoạt
tính. Nếu cho nước cứng đi qua lớp kationit, thì các iôn natri được trao đổi với
các iôn canxi và magnhê.
Ca 2+ + Na2R = 2Na + + CaR
Mg 2+ + Na2R = 2Na + + MgR
Vì thế các iôn Ca
++
và Mg
++
chuyển từ dung dịch hoà tan sang các
kationit, còn các iôn Na
+
chuyển ngược vào dung dịch hoà tan, do đó mà độ
cứng của nước được loại bỏ. Sau khi làm nghèo kationit bằng các iôn Na
+
các
katiônit thường lại được tác tạo lại. Chúng được duy trì trong dung dịch NaCl, ở
đó xảy ra quá trình mà các ion Na
+
lại chuyển thành các katiôn, còn các iôn Ca
++

và Mg
++

chuyển tan vào dung dịch chất lỏng hoà tan.
CaR + 2Na + = Na2R + Ca 2+
MgR + 2Na + = Na2R + Mg 2+
Sau đó, các kationit tái tạo có thể được sử dụng để làm mềm nước cứng
mới. Tương tự như vậy đối với các anionit. Kiểu iônit, thành phần của lớp chứa
chúng, nồng độ và dung dịch hoà tan của các chất tái tạo, nhiệt độ, thời gian tiếp
xúc và sự tiêu thụ hoá chất ảnh hưởng đến mức độ tái tạo. Sự tái l
ập lại hoá chất
trong quá trình sử lý nước cứng thành mềm có thể đạt được từ 60 đến 100%.

1.3.2. Công nghệ chống đóng cặn bằng năng lượng sóng từ trường
Trong những năm gần đây các phương pháp lý tính đặc biệt được quan
tâm và đưa vào ứng dụng trong việc làm sạch và bảo vệ thiết bị trao đổi nhiệt,
trong đó có các phương pháp sử dụng các thiết bị phát sóng siêu âm, phát xung

18
điện, phát từ. Trong các công nghệ kể trên thì công nghệ dùng năng lượng của từ
trường cũng được ưu tiên phát triển do có các ưu điểm sau:
- Bảo dưỡng thiết bị thuận tiện và đơn giản
- Kích thước thiết bị nhỏ gọn
- Không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh do không sử dụng bất
kỳ chất hoá học nào
- Chống được sự đóng c
ặn, phá đáng kể những cặn đã đóng trên bề mặt các
thiết bị trao đổi nhiệt
- Giảm tốc độ ô xy hoá bề mặt kim loại nhờ được phủ một lớp từ mỏng bảo
vệ
Phương pháp làm sạch dựa trên cơ sở của tác động từ trường đến dòng
chảy của nước. Khi đi qua khoảng không gian giữa hai cực của thiết bị
phát từ

với sự có mặt của các phần tử sắt từ ferô trong dung dịch tạo cặn, tạo ra các
mầm kết tinh, các mầm này bắt đầu phát triển lớn dần dẫn đến sự kết tinh thể
tích các muối trong chất lỏng. Kết quả là thay chỗ cho cặn sẽ là các thành phần
lơ lửng riêng biệt, các phần tử nhỏ của chúng khi đạt được kích thước nhất định
sẽ
hình thành các cặn không bám dính và chảy cuốn theo dòng nước để ra ngoài.
Nguồn năng lượng của từ trường trong các thiết bị này có thể là nam
châm vĩnh cửu và nam châm điện. Vì thế, thiết bị chống đóng cặn bằng sóng từ
trường được phân loại ra làm hai nhóm khác nhau:
- Nhóm làm bằng nam châm vĩnh cửu: dùng để xử lý nước từ nước sinh
hoạt dùng cho nồi hơi áp thấp và trung bình.
- Nhóm làm bằng nam châm điện một chiều và nam châm
điện hai chiều:
dùng để xử lý nước cho các nồi hơi áp suất cao, hệ thống đường ống nước
nóng, hệ thống làm mát tuần hoàn.
Hiệu ứng chống đóng cặn khi có tác động của sóng từ trường được xác
định bằng các thông số ngoài các thông số của thiết bị (cảm ứng từ, tốc độ dòng
chảy của nước cần xử lý, thời gian tác động của sóng từ v.v. còn các thông số

của chất lượng nước cần xử lý.
Xử lý nước và cản trở quá trình đóng cặn trên bề mặt gia nhiệt của các
thiết bị trao đổi nhiệt bằng sóng từ trường dựa trên phương pháp xung từ trường

được thực hiện trong các nguồn tạo xung điện từ trường. Bản chất của phương
pháp này dựa trên sự tác động của sóng từ trường biến thiên với các thông số tối
ưu nhất định như biên độ, tần số, tốc độ xung, quy luật biến đổi theo thời gian.
Cụm nguồn điện tử phát ra dòng xung điện, dòng xung điện được đưa đến đầu
chuyển đổi điện từ. Trường từ biến thiên được tạo ra do các đầu chuyển đổi sẽ
tạo ra trên bề mặt gia nhiệt của kim loại dao động hiệu ứng từ giảo trượt trong
mức độ giữa các nguyên tử đẫn đến làm tách dời các lớp cặn. Kết quả là, các lớp

cặn bị nứt vỡ và dần bị vỡ nhỏ ra, một phần hình thành các tổ
hợp nhầy các
muối cặn và phần khác thì tan rã dưới tác động của dòng nước đã nhiễm từ và
được thoát ra khỏi các thiết bị trao đổi nhiệt qua các bộ lọc nước đặt ở cuối
nguồn tuần hoàn của nước và tái sử dụng nước đã qua các bộ lọc cặn này.
Cấu tạo chung của hệ thống chống đóng cặn bằng xung từ trường gồm có:
bộ ngu
ồn và đầu phát xung điện từ, số lượng các đầu phát được xác định bởi số
lượng các thiết bị cần chống đóng cặn (nhưng không nhỏ hơn hai đầu phát) và
được lắp đặt vào thiết bị trong suốt quá trình vận hành thiết bị trao đổi nhiệt.

19
Quá trình tảy rửa và chống đóng cặn được xảy ra theo trình tự, lúc đầu có tác
dụng làm tơi cáu và cặn và cản trở việc hình thành cặn trên các bề mặt gia nhiệt
của các thiết bị nhiệt như nồi hơi, các bộ trao đổi nhiệt v.v.
Theo các kết quả thử nghiệm trong điều kiện công nghiệp thì sự phá huỷ
và tách lớp các cặn khỏi thành của các thiết bị trao đổi nhiệt bắt
đầu thấy có hiệu
quả ngay sau khoảng 10 ngày vận hành. Vào những ngày tiếp theo, cặn bắt đầu
tách thoát hoặc chuyển thành hỗn hợp dạng bùn nhầy và thoát ra theo dòng chảy
của nước. Hiệu quả phá huỷ và tách lớp cặn trên bề mặt các thiết bị nhiệt có diện
tích bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ sẽ đạt được tới 90% sau một tháng sử dụng các
loại thiết bị chống đóng c
ặn xung điện từ này. Sử dụng các thiết bị chống đóng
cặn bằng xung điện từ trường cho phép vận hành các thiết bị trao đổi nhiệt ở các
chế độ hoạt động bình thường đảm bảo được các thông số tiêu chuẩn về kinh tế,
kỹ thuật như thiết kế, tiết kiệm năng lượng, an toàn, tuổi thọ cao. Tuy nhiên đây
vẫn còn là hướng tươ
ng đối mới, chính vì thế các thông số kỹ thuật của các thiết
bị chưa được tối ưu, từ trước đến này việc tính toán lựa chọn thiết bị còn hầu

như hoàn toàn dựa trên kinh nghiệm. Ngoài ra, thiết bị này thường được lắp trên
ống dẫn nước vào các bộ trao đổi nhiệt, với các bộ trao đổi nhiệt lớn thì sau một
thời gian đi qua môi trường có tác động xung điện từ
các tinh thể cặn lại có xu
hướng hình thành cặn trở lại. Chính vì thế, ở phần cuối của các bộ trao đổi nhiệt
thì khả năng chống cặn khó khăn hơn. Hiện nay người ta đang nghiên cứu tiếp
để xử lý các nhược điểm trên.

1.3.3. Nguyên lý làm việc của thiết bị xử lý nước điện tử
Còn thêm một phương pháp nữa để bảo vệ chố
ng đóng cặn cho các thiết
bị nhiệt bằng thiết bị điện tử được gọi với các tên thiết bị AntiCa++
. Thiết bị này
có tác dụng xử lý nước khắp mọi nơi khi có sự thay đổi nhiệt độ hoặc áp suất và
hình thành cáu cặn, ví dụ như trong các nồi hơi, trong các bộ trao đổi nhiệt,
trong hệ thống đường ống, trong các trạm máy bơm v.v. Dưới tác dụng của
AntiCa++ nước không chỉ được làm mềm ra cho mục đích không hình thành cáu
cặn mà còn có tác dụng phá huỷ và loại bỏ các cáu cặn đã có từ trước. Do đó
trong nhi
ều trường hợp không cần thiết phải dừng hệ thống để thông rửa tảy cặn
bằng phương pháp sử dụng hoá chất.
Những ưu điểm của việc xử lý nước cho việc chống đóng cặn:
- Không hình thành cặn
- Hoà tan các cặn đã đóng trước đó
- Tiết kiệm chi phí vì không cần sử dụng hoá chất tảy rửa
- Thành phần các chấ
t khoáng trong nước không thay đổi
Những kết quả sau khi xử lý nước bằng AntiCa++
được bảo tồn trong
vòng 2 đến 5 ngày và phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố (thành phần những

khoáng chất hoà tan trong nước như CO
2
v.v.). Sau thời gian đó, quá trình hình
thành cặn ngược lại bắt đầu xảy ra, chính vì thế cần tính toán cụ thể việc sử
dụng công nghệ này với các điều kiện cụ thể.
Quá trình tác động vào nước cần xử lý bằng công nghệ này hoàn toàn
mang tính vật lý và cũng giống như phương pháp chống đóng cặn bằng sóng từ
trường. Can xi, muối hyđrocacbonat dưới tác động của điện từ tr
ường đã xác
định sinh ra bởi cuộn cảm bọc quanh ống dẫn nước, xảy ra quá trình giải phóng

20
các ion các bon nát Ca
++

từ chuỗi liên kết điện tĩnh với các phần tử nước và hình
thành tiếp theo các tinh thể trung tính không có khả năng hình thành các cặn
cứng. Trong các hệ thống không tuần hoàn, các tinh thể này sau đó được thoát ra
ngoài với nước. Trong các hệ thống tuần hoàn, các tinh thể có thể thu gom được
bằng các bộ lọc tĩnh.
Cơ cấu tác động vào nước cần sử lý có đặc tính vật lý không dùng hoá
chất. Canxi, muối hiđrrô cacbonat trong dung dịch nước t
ồn tại dưới dạng các
iôn mang điện tích dương và điện tích âm. Chính vì lý do đó, khả năng tác động
hiệu quả vào chúng bằng điện từ trường đã được các nhà khoa học nghĩ ra. Nếu
xung quanh ống dẫn nước quấn cuộn dây và đưa vào cuộn dây điện từ trường
biến thiên (hay điện từ trường động) thì các iôn đicacbonat canxi sẽ được giải
phóng từ mối liên k
ết với các phần tử nước. Các iôn mang điện tích dương và
âm được giải phóng liên kết với nhau do lực hấp dẫn và tạo thành trong nước

các các tinh thể lơ lửng có độ phân rã cao và không hình thành cáu cặn. Tốc độ
thay đổi cực của điện từ trường trong trường hợp này được chọn để sao cho
trong thời gian mà trong đó một thế tích nước (chất lỏng) nhất định đi qua vùng
điện từ
trường biến thiên, tất cả các liên kết iôn trong đó đều được phá huỷ. Vì
thế đây là quá trình đòi hỏi sự tính toán chính xác các yêu cầu của điện từ trường
biến thiên. Các thông số của điện từ trường cần phải được tính toán đủ lớn sao
cho các quá trình phá huỷ liên kết giữa các phần từ nước và canxi được thực
hiện nhưng lại không vượt quá giới hạn xảy ra quá trình phá huỷ các liên k
ết
trong các tinh thể lơ lửng vừa được hình thành. Yêu cầu về các thông số điện từ
trường còn phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy của chất lỏng, nghĩa là phụ thuộc
vào lưu lượng của nước trong hệ thống ống dẫn. Bởi vì sản phẩm phụ của quá
trình tạo liên kêt tinh thể lơ lửng là khí ôxít cácbon CO, vì thế nước được sử lý
theo cách này có đặc tính giống như n
ước mưa, và như thế thì nó có khả năng
hoà tan trong ống dẫn và tạo ra các cặn cứng cacbonnat. Dưới tác dụng của điện
từ trường xuất hiện trong nước số lượng nhất định nước ôxygen hay còn gọi là
nước ôxy già. Nước ôxy già trong quá trình tiếp xúc với thành ống sẽ tạo thành
các lớp chất ổn định Fe
3
O
4
, lớp chất này sẽ ngăn và cản trở quá trình ôxy hoá bề
mặt kim loại của thành ống. Nước ôxygen hay nước ôxy già này còn có tác dụng
đến quá trình diệt vi khuẩn và vi trùng. Theo thống kê của các nhà khoa học,
nước oxygen hình thành có khả năng diệt tới 99% vi khuẩn vi trùng trong
nước.Do đó sử lý nước bằng phương pháp này còn được áp dụng cho các quá
trình sử lý nước sinh hoạt rất hiệu quả, không gây bất kỳ độc hại nào, chỉ tốt cho
các quá trình sinh trưởng và phát triể

n của thực vật và sức khoẻ cho động vật và
con người.

Các ưu điểm của thiết bị AntiCa++
- Thiết bị đơn giản không cần thiết phải phá ống khi lắp đặt
- Vận hành không cần bảo dưỡng
- Đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh không tiếp xúc với nước
- Chi phí lưu lượng nước thấp hơn nhiều so với các phương pháp xử lý
nước khác
- Tiết kiện điện năng

21
- Ưu điểm quan trọng nhất của thiết bị xử lý nước AntiCa++ là khả năng
chống đóng cáu cặn và loại bỏ các cáu cặn đã có từ trước, dẫn đến việc
tăng hiệu quả về năng lượng của các nồi hơi, các bộ trao đổi nhiệt, v.v.

1.3.4. Công nghệ chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm
Trong qúa trình làm việc của các thiết bị
nhiệt như các bộ trao đổi nhiệt,
lò hơi, các đường ống hình thành các cáu cặn muối cácbonnát, vì có lớp muối
này bám trên bàê mặt gia nhiệt của các thiết bị nhiệt mà làm tăng đáng kể tiêu
thụ năng lượng, giảm hiệu suất cuả các thiết bị, giảm thời gian giữa các lần bảo
dưỡng, tăng chi phí cho bảo dưỡng sửa chữa và vận hành.

Hình 1.5. Lớp cặ
n trong ống dẫn nước trao đổi nhiệt

Việc tảy rửa cáu cặn các thiết bị nhiệt nói chung và các bộ trao đổi nhiệt
nói riêng được thực hiện phổ biến bằng các phương pháp hoá (dùng axít) hoặc
phương pháp cơ khí. Cả hai phương pháp này đều rất phức tạp, ngoài ra những
quá trình tảy rửa này đều nguy hiểm chi thiết bị vì có nhiều khả năng làm hư hại
các bề mặt kim loại của thi
ết bị được tảy rửa cặn, ảnh hưởng lớn đến môi trường
xung quanh. Ngoài ra, sau một thời gian vận hành sau khi đã tảy rửa, sự hình
thành cáu cặn lại bắt đầu tiếp diễn lại như ban đầu do nguyên nhân hình thành
cáu cặn chưa được ngăn chặn.

22

Hình 1.6. Quá trình xâm thực khí trong chất lỏng

Cùng với các phương pháp tảy rửa bằng hoá chất, trong những năm gần
đây sự áp dụng các phương pháp tảy rửa và chống cáu cặn không dùng hoá chất
đang được đặc biệt quan tâm, trong đó có phương pháp dùng năng lượng siêu
âm.
Bản chất của phương pháp này là: với sự giúp đỡ của thiết bị đặc biệt phát
ra dao động sóng siêu âm vào nước trong các thiết bị trao đổi nhiệt. Dướ
i tác
động của dao động sóng siêu âm, trong nước hình thành ra vô số các bọt khí
(hiện tượng xâm thực khí cavitation). Xung quanh các bọt khí trong nước như là
tâm của sự tạo mầm kết tinh, hình thành ra các phần tử muối cứng của nước và
những phần tử này bám vào bề mặt gia nhiệt cuả thiết bị để tạo thành cặn. Do
thiết bị siêu âm được lắp trực tiếp lên thiết bị nên bản thân bề mặt gia nhiệt của
thiết bị trao đổi nhiệt cũng dao động với tần số siêu âm, dao động này có tác
dụng cản trở sự bám dính các phần tử muối vào các bề mặt gia nhiệt. Vì thế,
những phần tử muối không hoà tan sẽ không có nhiều khả năng bám dính vào
các bề mặt gia nhiệt và trong trạng thái lơ lửng trong nước và sau đó theo dòng
chảy của nước để ra ngoài khỏi bộ trao đổi nhiệt.
Ngoài ra, các dao động tần số
siêu âm có tác dụng làm tan rã các phần tử
muối đã thành cặn trên bề mặt gia nhiệt từ trước. Dao động sóng siêu âm khi tác
động lên trên bề mặt gia nhiệt, tạo ra các lực tác dụng khác hướng, dưới tác
dụng của các lực này liên kết bền trong các phần tử cặn và liên kết giữa các phần
tử cặn và kim loại bị phá huỷ, tạo lên các vết nứt. Các phần tử nước thâm nhập
vào các khe hở của vết nứt

để tiếp cận đến bề mặt gia nhiệt kim loại. Tại đây các
phần tử nước bốc hơi đột ngột, làm cho áp suất và nhiệt độ nước tại các vị trí
này tăng đột ngột dẫn đến phá huỷ các lớp cặn và bóc lớp chúng ra khỏi bề mặt
kim loại gia nhiệt. Các phần tử cặn đã bị phá huỷ sẽ đọng lại ở đáy cuả b
ộ trao
đổi nhiệt và được tháo ra ngoài trong mỗi lần bảo dưỡng định kỳ.
Tác dụng của sóng siêu âm không chỉ giới hạn ở chống đóng cặn các
muối cácbonnát mà còn giữ cho các thiết bị trao đổi nhiệt làm việc với hiệu suất
thiết kế. Các dao động sóng siêu âm còn có tác dụng tăng khả năng truyền nhiệt
của các bề mặt gia nhiệt do tác dụng của các vi dòng được hình thành do tác
dụng của dao động thành b
ề mặt gia nhiệt và của nước, tăng tốc độ dòng chảy
của nước do giảm đáng kể cản thuỷ động của ống dẫn nước dao động tần số siêu
âm.
Dưới tác dụng của sóng siêu âm, các bọt hơi nước thoát ra từ bề mặt gia
nhiệt của thành ống, nổ, thoát khí làm tôt hơn sự di chuyển của chất lỏng trên
biên giới giữa hai môi trường kim loại - chất lỏ
ng, dẫn đến sự truyền nhiệt được
tốt hơn. Hiện tượng giảm cản thuỷ động đặc biệt có hiệu quả tại các khe hở cỡ
micrôn các khuyết tật vật liệu bên trong thành ống, nơi mà trong các điều kiện
bình thường (không có sóng siêu âm) trong các thiết bị trao đổi nhiệt luôn tồn tại
khí ôxy từ không khí, dưới tác dụng của dao động siêu âm khí này dễ dàng thoát
ra khỏi những khe khuyết tật này.
Kết quả là loại bỏ được một trong những nguyên nhân gây gỉ do oxy hoá
kim loại của ống. Dưới tác dụng của các xung dao động sóng siêu âm trong thời

23
gian dài vào bề mặt bên trong của thành ống có khuyết tật dưới dạng các vết nứt
tế vi, làm cho các phần thành của các vết nứt tế vi bị biến dạng. Nhờ vào các
biến dạng này, các mép thành của vết nứt tế vi bị biến cứng và khép kín các vết

nứt tế vi lại ngăn không cho khí ôxy thâm nhập vào các vết nứt tế vi mỗi khi
tháo nước ra khỏi bộ trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống. B
ề mặt trong của
thành ống trở lên nhẵn hơn, diện tích toàn phần của nó trở nên nhỏ hơn dẫn đến
giảm khả sác xuất gỉ bề mặt. Hiệu ứng bảo vệ oxy hoá bề mặt trong của thành
ống ở bất kỳ mức độ nào đều có tác dụng tăng khả năng chống gỉ cho ống.
Những dữ kiện chỉ ra ở trên có mối liên hệ m
ật thiết với nhau và là
nguyên nhân tác động tích cực của năng lượng dao động siêu âm trong quá trình
chống cặn cacbonnat, giảm quá trình oxy hoá bề mặt kim loại và tăng hiệu quả
làm việc của các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống. Ngoài ra sử dụng
công nghệ dao động siêu âm trong việc chống đóng cặn loại bỏ hoàn toàn sự ô
nhiễm môi trường do không còn phải dùng hoá chất để sử lý và chuẩn bị nước
cho quá trình trao đổi nhiệt, giảm thiểu chi phí cho các quá trình sử lý và chuẩn
bị nước. Một lợi ích quan trong nữa là mức tiêu hao năng lượng của các thiết bị
kỹ thuật chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm là rất nhỏ vì thế việc sử dụng
các thiết bị này có hiệu quả kinh tế cao.
Dao động siêu âm về bản chất là dao động âm thanh, tuy nhiên sự khác
biệt với dao động âm thanh là dải tần số
và các hiệu ứng tác động của nó vào
môi chất. Vì vậy để có thể hiểu được dao động sóng siêu âm cần phải hiểu bản
chất của âm thanh và dao động sóng âm.

1.4. Âm và sóng âm
1.4.1. Khái niệm về âm thanh và dao động sóng âm
Âm thanh về bản chất là một dao động cơ học có biên độ tương đối nhỏ
mà thính giác con người có thể nhận biết được.
Các ví dụ để minh hoạ cho âm thanh rất nhiều như song âm thanh phát ra
từ gi
ọng nói của người, động vật, từ một chuyển động của bất kỳ vật gì mà ta

cảm nhận được, từ các dụng cụ âm nhac v.v.
Vì cũng là song cơ học nên âm thanh cũng có đủ các thông số của một
dao động cơ học như tần số, biên độ v.v. Mỗi âm đơn đều có một tần số riêng,
và được thể hiện theo công thức chung:
T
f
1
= (1.5)
Trong đó: f - t ần số dao đ ộng âm thanh (Hz), T – chu kỳ một dao động
(s)
Đơn vị của tần số âm thanh cũng được tính bằng Hertz (viết tắt là Hz).
Hertz là tần số của một quá trình dao động âm mà cứ mỗi giây vật thực hiện
được một dao động.
Theo độ lớn của dải tần số của âm thanh mà người ta chia ra các loại âm
thanh khác nhau như:
- Dao động âm có tần số khoảng từ 20 - 20.000 Hz gọi là âm nghe được
- Dao động có tần số dưới 20 Hz gọi là hạ âm
- Dao động có tần số trên 20 Hz gọi là siêu âm

24
Ngoài ra thông số đặc trưng nữa cho âm thanh đó là bước sóng âm thanh
và được thể hiện bằng công thức.
λ=c/f (1.6)
Trong đó, c - tốc độ lan truyền âm thanh trong môi trường cụ thể và phụ
thuộc vào rất nhiều yếu tố của môi trường lan truyền sóng âm nư nhiệt độ, sự
đẳng hướng, vật cản, áp suất v.v, f - tần số sóng âm thanh.
Đối với môi trường không khí thì bước sóng âm thanh nghe được từ 20 m
và trong chân không từ 2cm.
Tuy nhiên sự phân loại sóng âm thanh như trên theo dải tần của nó chỉ áp
dung theo mức độ của màn nhỉ

tai của con người và mang tính vật lý thuần tuý
và mang tính tương đối bởi vì với các động vật khác, dải tần mà âm thanh chúng
nghe được khác với con người.
Âm thanh có nhiều hầu hết các tính chất như ánh sáng, đó là có thể phản
xạ, khúc xạ và hấp thụ. Về cơ bản các tính chất của âm thanh đã được nghiên
cứu rất cụ thể.

1.4.2.
Các đặc tính cơ bản của sóng âm thanh
Thực nghiệm xác nhận mọi vật rắn khi thực hiện những va chạm nhỏ với
các vật khác đều tạo ra âm thanh. Khi ta vỗ tay, khi ta khảy dây đàn, khi chân ta
đá vào một qủa bóng, tất cả các trường hợp đó đều tạo ra những âm thanh xác
định.
Vận tốc truyền âm:
Sự truyền âm trong một môi trường đàn hồi không phải là tức thời; ta có
thể
nhận thấy ánh chớp trước khi nghe được tiếng sấm. Thực nghiệm chứng tỏ
trong một môi trường đồng chất và đẳng hướng thì âm thanh truyền với vận tốc
không đổi. Vận tốc truyền âm thanh thay đổi khi âm thanh truyền qua các môi
trường khác nhau (chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí).
+Trong chất khí:
- Vận tốc truyền âm không phụ thuộc vào áp suất khối khí.
- Vận tốc tỉ lệ với
ρ
/1 với ρ là khối lượng riêng của chất khí.
Vận tốc tỉ lệ với nhiệt độ, vì khi nhiệt độ tăng thì thể tích của khối khí
tăng, khối lượng riêng bị giảm. Ta có:
Tvv
o
α

+= 1
với α =1/273 (1.7)
Trong đó, v - vận tốc truyền âm ở nhiệt độ t
o
C ; v
o
-

vận tốc truyền âm ở
0
0
C.
Ðể tính sự phụ thuộc chính xác của vận tốc vào nhiệt độ và cả khối lượng
riêng ta dùng công thức Laplace:
ρ
α
v
p
C
tPC
v
)1(
0
+
=
(1.8)
Trong đó P
0
= 1,013.105 N/m2 là áp suất khí quyển, khối lượng riêng của
chất khí, tính bằng kg/m

3
; C
P
và C
V
là nhiệt dung riêng đẳng áp và đẳng tích của
không khí; v là vận tốc của âm thanh trong chất khí ở nhiệt độ t
o
C.

+Trong chất lỏng:

25
Người ta thấy là vận tốc truyền âm truyền trong chất lỏng lớn hơn nhiều
so với khi truyền trong chất khí và không khác nhau nhiều trong những môi
trường chất lỏng khác nhau. Vận tốc đó vào khoảng 1.400 -> 1.500 m/s lớn gấp
3 đến 4 lần vận tốc trong chất khí.
+ Trong vật rắn:
Vận tốc truyền âm trong vật rắn lớn gấp 10 - 15 lần vận tốc truyền âm
trong không khí, tức là vào khoảng 3.000 đến 4.500 m/s.

C
ường độ của âm
Cường độ của âm là một tính chất mà dựa vào đó ta có thể phân biệt một
âm mạnh hay yếu. Rõ ràng cường độ âm gắn liền với biên độ và năng lượng của
dao động âm. Ví dụ như ta đánh mạnh vào dây đàn thì âm thanh phát ra sẽ to và
dễ cảm nhận hơn là đánh nhẹ vào nó.
Cường độ của âm là đại lượng phụ thuộc vào khả năng cảm nhận âm
thanh của con người mà ta gọi là cảm giác âm. Cảm giác âm do những sự biến
đổi áp suất không khí ở gần lổ tai, những sự biến đổi ấy liên quan đến năng

lượng dao động âm tiếp nhận bởi màng nhĩ trong một đơn vị thời gian. Như vậy,
cường độ âm biến đổi tỉ lệ với công suất rung tiếp nhận bởi lỗ tai. Công suất nầy
được tính bằng đơn v
ị là Juole/cm2s hay là W/cm
2
.
Với I là cường độ âm nơi quan sát cách nguồn phát có cường độ âm là I
0

một khoảng r; k là hệ số tỉ lệ có gía trị nhỏ hơn 1 đặc trưng cho sự hấp thụ sóng
âm của môi trường thì cường độ âm có quy luật biến đổi:
)exp(
0
kxII
−
=
(1.9)
Nhiều thực nghiệm xác nhận: Cảm giác âm thanh ở tai chúng ta không chỉ
phụ thuộc vào công suất rung tiếp nhận ở tai mà còn phụ thuộc vào tần số của
âm thanh.
Hình 2.1 diễn tả khả năng thu nhận âm thanh theo tần số và công suất
rung của âm thanh được tai tiếp nhận. Cảm giác âm thanh mà tai ta nghe được
nằm ở giữa đường biểu diễn. Ðường phía trên là giới hạn cực đại, nếu công suất
rung nằ
m phía trên đường giới hạn cực đại âm thanh có khả năng làm hỏng
màng nhỉ.
Ðường phía dưới là giới hạn cực tiểu, nếu công suất rung nằm phía dưới
đường giới hạn cực tiểu,có nghĩa là âm thanh có độ rung quá yếu (thầm thì) tai
ta không cảm giác được. Khoảng tần số ở giữa (từ 500 đến 100 Hz) là khu vực
mà tai ta dễ cảm giác âm thanh nhất. Các nhà sinh vật học giải thích điều này là

do con người giao tiế
p với nhau bởi khoảng tần số đó, cũng là khu vực tần số
phát âm của loài người.