水切割的原理及应用
科目：先进制造系统导论
专业：机械设计制造及其自动化学号：110606423
姓名：XXX
水切割的原理及应用
摘要：
水切割也称水射流切割或水刀切割。高压水射流切割是一种特殊的加工方法。它利用增压器将水加压，达到10MPa一400MPa甚至更高的压力。水获得压力能，再从细小的喷嘴喷射而出，将压力能转换为动能，从而形成高速射流。切割正是利用这种高速射流的动能对工件的冲击破坏作用，达到切断、成形的目的。
高压水射流既不同于传统加工的铣、刨、磨、削，也有别于一般的剪切和冲裁。它属于高能切割。高压水射流切割就是把高压水射流的动能作为切割能，对材料进行冲蚀和挤压、破坏，以达到切割的目的的一种新工艺。它最大特点是非热源的高能量射流束加工，切割过程中无热产生，故可以切割所有的金属和非金属材料，特别是各种热切割方法难以切割的材料。具有：切口快、切口平整、无尘埃、无热变形、无污染、减少材料浪费等特点。可切割：钛合金、铜板、钢板、铝板、铸铁、花岗岩、大理石、瓷砖、化纤、木材、布匹、纸张、皮革、塑料等材料。已应用于航空、军工、石材、建筑、装潢等精加工领域。
关键词：水刀，超高压，高能量，安全，成本低，无污染，高速度，精加工。
水在人们的概念里往往是“柔”、“软”的代表，然而自古就有水滴石穿之说。以柔克刚水滴石穿给水赋予了新的定义，如今利用柔软的水也能够进行切割物体了，不论是纯钢的钢板还是坚硬的石头，在水刀面前变得轻而易举。
高压水射流加工技术正是利用与水滴石穿相同的原理，把动量加大，缩短时间，达到断石、断铁、切割的目的。人们在很早的时间就开始利用很高压力的水进行材料的加工和切割。1870年前后，美国在加利福尼亚的金矿中用增压后的水流开采矿石，俄国人也曾用水采煤。在上世纪60年代，密苏里大学林业系的诺曼·弗朗兹教授发明了高压水射流的切割实验装置。该装置的核心是一个单缸增压器，压力可以达到344.7MPa(s000opsi)，用这样的高压水可以来切割木材。这一装置引起包括著名的依格所尔公司在内的许多压力设备制造商和研究单位的兴趣。
1971年第一台商用水切割试验机在杰克逊的阿尔顿纸品公司投入应用，用于切割层压纸
管，并且可以在纸管上切出各种形状。高压水切割技术的真正的商品化应用是上世纪80年代初洛克韦尔飞机公司用水切割机来切割BI轰炸机的钦合金零件，可以节约成本50%。目前许多国外的公司用高压水切割各种材料，甚至用于军舰制造。
普通的加工方式即利用硬度较强的金属制作刀具，在主轴的高速转动下带动刀具进行切割多余材料来达到加工目的，然而由于，这种方式是用硬的材料来切软的材料，那么较硬的材料采用这种方式就会比较难加工，况且加工过程中，产
生大量的热量，经常会导致工件的热变形，影响加工精度，直接接触切割也容易导致刀具的磨损，使刀具使用寿命降低，在加工过程中的冷却液也会造成加工质量的不稳定，增加相应制造成本，造成环境污染。
高压水射流足以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束，具有极高的能级密度。一些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现，大大提高了其切割、剥离、破碎能力，更进一步拓宽了水射流技术的应用范围，可用于清洗、清理、切割、注水钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业，具有清洁、无热效应、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特点，超高压水刀的基本技术既简单又极为复杂。当水被加压至很高的压力并且从特制的喷嘴小开孔(其直径为0.1mm至0.5mm)通过时, 可产生一道每秒达近千公尺(约音速的三倍)的水箭，此高速水箭可切割各种软质材料包括食品, 纸张, 纸尿片, 橡胶及泡棉，此种切割被称为纯水切割。而当少量的砂如石榴砂被加入水射流中与其混合时, 所产生之加砂水射流, 实际上可切割任何硬质材料包括金属, 复合材料, 石材及玻璃. 超高压水刀也可使用于各种不同的工业表面处理应用如船身清洗及汽车喷漆设备清洗.
水射流切割机包括四个基本组成部分:压力发生装置提供切割动能，如:高强度的加压泵、蓄能器:水供给装置，如过滤器、输送管线;切割装置，如:控制阀门、喷嘴等;回收装置等。有的还具备精确控制装置;磨料供给装置等。
水射流技术特点
较之激光、等离子、线切割等传统的切割方式，水射流切割技术确实有其独特、显著的优势：
1.切割品质优异：水射流是一种冷加工方式，‘水刀’不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的组织结构不会发生变化，也几乎不存在热和机械的应力与应变，无需二次加工，无裂缝、无毛边、无浮渣，因此其切割品质优良。
2.几乎没有材料和厚度的限制：无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等，或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、纸张及复合材料，皆可适用。
3.节省成本：水切割所产生横向及纵向的作用力极小，不会产生热效应或变形或细微的裂缝，不需二次加工，既可钻孔亦可切割，降低了切割时间及制造成本。
4.清洁环保无污染：在切割过程中不会产生弧光、灰尘及有毒气体。操作环境整洁，符合严格的环保要求。
5.便于实现一机多能和自动化、数控化：高压水射流是全方位点切割器，无硕万孔，可以在任意点切割，切出任何复杂的形状。因此对程序化和数控操作十分便利。另外采用CAM或CAD控制加工，可以达到高精度，重复加工能力强。
6.优化材料的利用率。由于射流切口小、切割可以精确控制，因此样板可以嵌套或者相切排列，充分利用每一块材料，减少废料。
7.加工能力强，可以加工不同材质的工件;硬质材料的加工厚度达6’‘;可以加工某些难以用传统加工方法切割的材料。
水刀的分类
两种水刀是指纯水水刀和加砂水刀。纯水水刀是最早的水切割方法.第一次商
业应用始于二十世纪七十年代中期，用于切割瓦楞纸板。纯水水刀最大的应用是切割抛弃式尿布、棉纸和汽车内饰件。对于棉纸和抛弃式尿布，与其它技术相比，水刀技术在材料上留下的水分最少。
纯水水刀的特点
非常细的水流（常见直径范围：0.004至0.010英寸）非常详细的几何形状
非常少的材料切割损失，切割时不产生热量，切割厚度可以很大也可切得很薄，切割速度快，能够切割软、轻质材料（例如厚达 24"的纤维玻璃绝缘材料），极小的切削力，夹具简单，每天 24 小时的连续运行。
加砂水刀与纯水水刀只有几点不同。在纯水水刀中，由超音速水流侵蚀材料。在加砂水刀中，由水射流加速砂料颗粒，然后由这些颗粒（而非水）侵蚀材料。加砂水刀的能力比纯水水刀强大成百上千倍。纯水水刀和加砂水刀都有其用武之地。纯水水刀可切割软质材料，而加砂水刀则切割硬质材料，如钢材、石材、复合材料和陶瓷。使用标准参数的加砂水刀能够切割硬度等于（甚至稍稍超过）氧化铝陶瓷（常常称作矾土，AD 99.9）的材料。我们将在下面介绍加砂水刀的特点，以及加砂水刀切割刀头的工作方式。
加砂水刀的特点
水流细（直径 0.020 到 0.050 英寸），可切割非常复杂的几何形状，薄材料切割10 英寸厚度切割，堆积切割，材料切割损失非常少，夹具简单，切割力小（切割时低于1磅），对几乎所有加砂水刀作业都只需设置一次，可方便地从单切割刀头切换到多切割刀头，可快捷地从纯水水刀切换为加砂水刀，减少了辅助操作，毛刺很少或无毛刺。
水切割的不足之处
1、高硬度的材料，诸如钢、金属陶瓷、高强度复合材料、坚硬的岩石纯水射流不能切割;而磨料水射流存在喷嘴磨损和切割成本大的问题。
2、高压水射流的设备成本比其他切割方法高。
3、在一些应用中，与激光切割、等离子弧切割、线电极电火花切割等方法比较，存在进给速率低、加工精度差等不足。
4、在切割过程中，影响切割质量的参数多，条件复杂，有时切割导致断面分层和条纹。
水切割的发展
目前从事水射流加工技术研究和应用的国家己超过四十个:主要有美国、俄罗斯、日本、德国、瑞士、英国、法国、加拿大、澳大利亚、印度、韩国、新加坡等国。我国高压水射流技术的研究和应用，通过几年来的发展，取得了许多令人瞩目的成绩。
国内的大连理工大学、石油大学、中国矿业大学、南京理工大学等几所大学和机械部济南铸造锻压机械研究所、机械部通用机械研究所、航空工艺研究所等研究机构，先后开展了水射流加工技术的研究。通过全国性学术交流和许多学者的努力，我国的水射流理论水平也不断提高。
我国的水射流技术起步于上世纪50年代，主要用于采矿业。到1980年以后，开始引进超高压水射流设备，进行仿制和自主的研究开发，用于航空复合材料的切割。同时，在船舶工业，水射流主要用于清洗、除锈。1993年我国正式推出第一台国产高压(最大压力392MPa)磨料水射流切割设备。自上世纪90年代开始，我国的高压水射流设备发展很快，从小功率到大功率、从单机到成套设备、从高压到超高压，从通用设备到专用设备，新产品不断开发，促进了高压水射流技术在国内的应用。
水射流技术的应用范围和领域十分广泛。一般包括工业切割、挖掘、开采和钻探、岩石切割和掘进、表面清洗、材料破碎等。
水射流技术在切割方面的应用
水射流应用于造纸业、橡胶业，而加砂水刀则可应用于石材业、陶瓷业、航空航天业、汽车制造业、金属加工业。尤其值得一提的汽车制造业，随着近几年中国汽车业的迅猛发展，国内外各大汽车生产厂商产值的扩大，车型的不断更新，生产周期的缩短，对配套的汽车内饰件（如汽车地毯、仪表板、顶蓬等）厂家来说，早期手工加工汽车内饰件的切边及打孔的方法、由于效率低下、产品精度差、劳动强度大，显然已不能满足当前汽车业发展的需求。此时，与机器人相结合的的水射流设备脱颖而出。高压水管以螺旋形绕在机器人手臂上，利用机器人手臂和手腕可使水射流头的喷嘴快速沿直线或弧线运行，达到3维加工内饰件的目的。
水射流技术在工业清洗方面的应用
水射流技术可应用于汽车业喷漆房清洗、石化业热交换器内外管清洗、飞机跑道的橡胶清洗、工业上除锈防蚀工程表面处理、航天工业引擎零件清洗、核能发电厂清除辐射污染等。近几年，国外已有公司通过超高压技术，将其应用于食品杀毒达到食品保鲜的目的，并成功打入食品保鲜行业（如美国著名的HEMELL公司已使用超高压设备进行食品保鲜），取得了良好的口碑。水射流可用来清洗汽车、高层建筑物、飞机场跑道、化工厂换热器等，近年来这类业务发展迅速。各种清洗机和清洗设施相继问世，并大量投放市场，各种清洗公司和服务公司也相继成立，为用户提供服务。
美国密苏里?罗拉大学的最新研究表明，高压水射流在使用上还有很大潜力，它可将煤粉碎成细小颗粒，以便进行清洗和生产清洁的燃料，还可用水力制浆法分离木纤维。
2002年，美国FLOW公司将超高压技术带入了一个革命性的阶段，发布了最高压可达87000mpa的超高压水射流设备，在大大提高了生产效率的同时，使用成本也较之以前下降40%。随着对水射流技术不断研发、提升、应用，其发展和使用前景将无可限量。
参考文献：
戴庆辉主编. 先进制造系统机械工业出版社， 2006 王润孝主编. 先进制造系统西北工业大学出版社， 2001 王细洋主编. 现代制造技术国防工业出版社， 2010 美国卓越制造协会主编. 绿色制造人民邮电出版社， 2010 刘光复主编. 绿色设计与制造机械工业出版社， 2010 沈向东主编. 柔性制造技术机械工业出版社， 2013 朱晓春主编. 数控技术机械工业出版社， 2006
软化水处理系统应用离子 树脂的作用浅谈 软化水处理系统工作原理是利用离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢的目的。 全自动软化水设备中装有软化树脂，这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠，可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应，而钠离子不会以水垢的形式堆积在物体表面上，所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔不可溶性交换材料。 在软水装置中装有千百万颗微细的塑料球，所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时，这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子，钙和镁离子的电荷比钠离子强，当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时，钙、镁离子与树脂小珠接触，从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后，钙、镁离子就被吸附在软水机内的树脂上，流出的水就变软了。最后，所有树脂都吸附满钙、镁离子后，就不能再进行工作了，而需要再生处理。 软水处理设备树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中，首先停止软化水机的工作水流，从盐水槽引出的盐水与另
外的稀释水流混合，稀盐水溶液流经树脂，与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样，当钙、镁离子被取代交换后，树脂就再生了，便为下一次软化工作做好了准备。 全自动软水设备主要有三部分组成： 1、自动控制装置：根据用户需要，可配置时间控制、流量控制两种控制方式的全自动控制器，并可选配阿图祖、富莱克、润新等控制阀，也可选用液动、气动、电动多阀控制系统。 2、罐体部分：根据用户要求，交换罐、盐罐可采用玻璃钢、碳钢衬胶、不锈钢等材质， 配件部分：包括布水装置、吸盐装置、管路配件等。 工作程序 1.供水：未处理的水通过树脂层，发生交换反应，产生软水。 2.反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去掉细碎杂物。 3.进盐再生：利用较高浓度的盐水(NaCl)流过树脂，将失效的树脂重新还原为钠型可用树脂。
2019届高考地理一轮复习专题水循环原理应用试题专项训练 1．图甲中的D是世界上海拔最高的淡水湖，湖面有周期性的涨落。图乙是湖区各月降水统计资料。完成下列问题。 运用水循环原理解释D湖泊为淡水湖的原因。 【答案】湖水主要靠冰雪融水补给，含盐度较低；湖区气温较低，蒸发量较小；有河流将湖水和盐分流出。 2．读图，（其中图乙为图甲中虚线方框区域）完成下列问题。 试比较A、B两湖的矿化度（水的矿化度通常以1升水中含有各种盐分的总克数来表示）高低；并用水循环原理说明原因。（4分） 【答案】A矿化度较B湖高（1分）。 理由：该区域深居内陆，气候干旱，蒸发旺盛（1分）。B湖面积小，水分收入为F河淡水的注入（1分），水分支出为蒸发和径流流入进入A湖（1分），矿化度较低。（或者，A湖面积大，水分收入主要从B湖流入的湖水（1分），水分支出绝大部分为蒸发（1分），故矿化度较高。）3．阅读下列材料，回答有关问题。 材料一海陆间水循环示意图(如图所示)。 材料二2013年1月，我国东北平原的三江湿地保护区被国际湿地局批准列入“国际重要湿地名录”，加入世界保护区行列。 利用水循环原理，解释三江湿地的成因。 【答案】降水较多；气温低，蒸发弱；冻土广布，地下水位高，不利
于地表水下渗；地势低平，排水不畅。 4．结合“黄河流域示意图”和所学知识，回答下列问题。 以黄河流域为例，说明水循环对地表形态的影响。(列举两例即可)【答案】中上游地区的流水侵蚀使黄河干流出现了许多峡谷；中游地区的流水侵蚀使黄土高原变得千沟万壑；下游地区的泥沙沉积，使黄河成为“地上河”；河口地区的泥沙沉积使黄河三角洲的面积不断扩大。(其他答案合理即可) 5．（10分）玛纳斯绿洲是新疆最大的绿洲农耕区和国内第四大灌溉农业区，在玛纳斯河冲积扇边缘有一条狭长的泉水溢出带，有“千泉”之称，人们以这里湿地中的湖泊或洼地为库址，修建多个水库，形成了一个规模巨大的湿地水库群，它上接大河、下通灌区。下图为玛纳斯冲积扇及其玛纳斯河流域示意图。 （1）运用水循环原理简要说明冲积扇边缘“千泉”的形成过程。（6分） 【答案】降水和高山冰雪融水沿冲积扇向下流的同时（2分）；大量渗入地下（2分）；当地下水流到冲积扇边缘时，在地势较低处，就容易出露而成众多泉水（2分）。 6．为了解区域自然地理特征并认识自然地理环境对人类活动的影响，某地理实习小组在美国西部地区进行了野外考察。下图提供的是考察路线（R地→旧金山→盐湖城）及周边区域自然地理环境的相关信息。读图回答问题。 运用水循环的相关知识，解释大盐湖由淡水湖演变为咸水湖的原因。
软化水设备的工作原理 全自动钠离子交流器选用离子交流原理，去除水中的钙、镁等结 垢离子。当含有硬度离子的原水经过交流器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发作置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交流器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。 由于水的硬度首要由钙、镁构成及表示，故一般选用阳离子交流树脂（软水器），将水中的Ca2+离子交流图、Mg2+构成水垢的首要成份）置换出来，跟着树脂内Ca2+ Mg2+勺添加，树脂去除Ca2+ Mg2+ 的效能逐步下降。 当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生进程 就是用盐箱中的食盐水冲刷树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又康复了软化交流功能。 由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+ Mg2与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+ Mg2+使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：软化水设备单阀单罐 2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+ Mg+被置换成Na+。 一般控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。 工作流程及要求 1）工作流程 工作（有时叫做产水，下同）、反洗、吸盐（再生）、慢冲洗（置换）、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的（其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程）。 软化水设备工作流程示意图反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15 分钟左右。 吸盐（再生）：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入（只要进水有一定的压力即可）。在实际工作过程中，盐水以较慢的 速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水
树脂软化水原理 1、概述软化，即降低水的硬度。软化水系统包括三部分，即离子交换部分、盐再生部分和控制部分。离子交换技术是软化系统的工作原理，它的主体是离子交换树脂，由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂，将水中的Ca2+、Mg2+ （形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。因此，当软化水设备使用一段时间后，需用盐再生部分对树脂进行再生处理，恢复树脂的效能，提高树脂的使用寿命。控制部分可实现整套系统的自动运行，根据系统的运行时间或通过水量来自动进行盐再生。 2、锅炉软化水处理设备,锅炉水处理设备，锅炉水处理原理全自动软化水系统通过离子交换原 理，去除水中钙、镁等结垢离子，使水质软化。系统 是由树脂罐、盐罐（软化树脂）、控制器等组成的一体化设备。系统采用虹吸原理吸盐，自动注水化盐、配比浓度无需盐泵、溶盐等附属设备。 钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分 Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下： 2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2++ = R2Mg + 2Na+ 即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。当钠离子交换树脂失效之后，为恢复其交换能力，就要进行再生处理。再生剂为价廉货广的食盐溶液。再生过程反应如下：R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2 R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2 3、全自动软水器工作原理说明: 采用美国AUTOTROL 多路阀控制器，再生时间控制根据小时产水量和周期制水量来设定，置于出水管上的传感流量计随机收集输出水量信息并及时输入储存、运算后，发出指令给多路阀控制器进行相应的操作。自动控制器可实现运行、再生的自动化，再生时的反洗、吸盐、慢洗、快速冲洗，盐箱重注水等程序也完全自动运行，无需人为干涉。管理人员只需定期加入再生剂（NaCI）,即可实现全自动供应软水。具体步骤如下： 1）运行: 原水在一定的压力（0.2-0.6Mpa）、流量下，通过控制器阀腔，进入装有离子交换树脂的容器（树脂罐），树脂中所含的Na+与水中的阳离子（Ca2+，Mg2+，Fe2+……等）进行交换，使容器出水的Ca2+，Mg2+离子含量达到既定的要求，实现了硬水的软化。 2）反洗: 树脂失效后，在进行再生之前，先用水自下而上的进行反洗。反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触；二是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出，从而使交换器的水流阻力不会越来越大。 3）再生吸盐: 24 小时再生一次，每次再生时间为2 小时，再生用盐液在一定浓度、流量下，流经失效的树脂层，使其恢复原有的交换能力。 4）慢洗: 在再生液进完后，交换器内尚有未参与再生交换的盐液，采用小于或等于再生液流速的 清水进行清洗（慢速清洗），以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。 5）快洗: 目的是清除树脂层中残留的再生废液，通常以正常流速清洗至出水合格为止。 6) 再生剂箱注水: 向再生剂箱中注入溶液再生一次所需盐量的水
2.2水循环及其地理意义 考纲要求： 1.水循环的类型及主要环节。 2.水循环的意义及人类活动对水循环的影响。 学习目标： 1.通过习题检测学生对水循环的类型及主要环节的预习情况。 2.通过习题，让学生理解人类活动对水循环的影响及水循环原理的运用。 教学重难点： 水循环原理的运用 教学过程： 任务一：1.读水循环示意图。完成下列要求。 （1）根据图示信息填写水循环环节的名称： A________B________C_________ D________E________F________ G________H________ （2）甲乙丙分别表示发生在不同领域的水循 环类型，其中，甲表示的水循环类型为 ____________________，我市赣江水参与的水 循环类型为____________________； 任务二：人类活动对水循环的影响 （2015?新课标全国1）雨水花园是一种模仿自然界雨水汇集、渗漏而建设的浅凹绿地，主要用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水，并通过植物及各填充层的综合作用使渗漏的雨水得到净化。净化后的雨水不仅可以补给地下水，也可以作为城市景观用水、厕所用水等。图1示意雨水花园结构。据此完成下列小题。 1. 铺设树皮覆盖层的主要目的是（） A.为植物提供养分 B.控制雨水渗漏速度 C.吸附雨水污染物 D.保持土壤水分 2. 对下渗雨水净化起主要作用的填充层是（） A. 树皮覆盖层和种植土层 B. 种植土层和砂层 C. 砂层和砾石层 D. 树皮覆盖层和砾石层 3 . 雨水花园的核心功能是（） A. 提供园林观赏景观 B. 保护生物多样性性 C. 控制雨洪和利用雨水 D. 调节局地小气候任务三：水循环原理的运用 材料博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖，该地年降水量不足30毫米，蒸发量却高达2 000毫米以上。博斯腾湖是淡水湖，但是南侧不远有一个槽状盐沼池，池壁和底部均分布有厚厚的盐层。下图为盐池附近的地质剖面示意图。 结合水循环过程简述盐沼池盐层的形成过程。
微专题水循环原理过程与 意义应用 Newly compiled on November 23, 2020
微专题：水循环原理（过程与意义）应用 随着城市化的推进，城市水生态环境正发生着变化。下图为“城市某小区雨水开发应用排放模式”与“传统雨水排放模式”比较示意图。读图完成下列问题。 1．随着城市化的发展，对区域水循环造成的影响是（） A．蒸发量增加 B．地下径流量增加 C．降水量增加 D．雨季地表径流量增加 2．图示小区雨水开发应用模式与传统排放模式相比，具有的优点包括（） ①减少土壤侵蚀②补充地下水③增加下渗量 ④解决城市洪灾⑤解决城市缺水问题 A．①② B．④⑤ C．③④ D．②③ 某校地理兴趣小组设计了如下一个对比实验：①在两个底部装有纱窗的塑料槽A和B 上，分别放置面积相同、厚度相当的带土草坪和小石块；②分别在草坪和小石块上模拟雨点下落，轻轻地洒上500ml的水。据此完成下题。 3．五分钟后比较收集到的两个塑料盆中的水量 A、透过草坪的多 B、透过小石块的多 C、两者一样多 D、没法比较 4．这实验模拟的是 A、水土流失 B、植被的生态作用 C、温室效应 D、水循环的下渗环节 5．2015年7、8月间，北京、南京等地连降暴雨引发积水，城市大范围被淹，和该实验有关的是 A、城市排放的热量过多带来的热岛效应
B、不合理的人类活动影响了地表水的下渗 C、人类破坏生态导致的极端气候 D、城市的绿化面积过多引起了排水不畅 植被浅沟指在地表沟渠中种有植被的一种工程，它通过重力流收集雨水径流。读城市植被浅沟示意图，完成下列问题。 6．在城市中用植被浅沟替代不透水地面会使水循环环节（） 增强增强减弱减弱 7．城市大量布置植被浅沟，主要目的有（） A．增加绿地面积，美化环境 B．强化对雨水的滞留能力 C．减少雨水的冲刷，降低水土流失 D．优化水生环境，保护生物的多样性 8．城市大量布置植被浅沟后，城市河流会（） A．流量下降 B．丰水期水位上升 C．流量会更加稳定 D．流速减小 越来越多的国家和地区重视对雨水的拦蓄和利用，我国西北地区实施的“母亲水窖”工程，现已取得较好效果。据此回答下列问题。 13．直接影响雨水的拦蓄和利用的水循环环节是（） A．蒸发 B．水汽输送 C．地表径流 D．降水 14．在我国西北地区实施“母亲水窖”工程，可缓解的水资源问题是（） A．时间分配不均 B．空间分布不均
一、软化水设备的定义 软化水设备，顾名思义即降低水硬度的设备，主要除祛水中的钙、镁离子，软化水设备在软化水的过程中，不能降低水中的总含盐量。 软化水设备 二、软化水设备的工作原理 由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2 +的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。 当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。 由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca 2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下： 2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+ 即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。 一般控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。三、软化水设备工作流程及工作要求 1）软化水设备工作流程 工作(有时叫做产水，下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。
微专题:水循环原理(过程与意义)应用 随着城市化的推进,城市水生态环境正发生着变化。下图为“城市某小区雨水开发应用排放模式”与“传统雨水排放模式”比较示意图。读图完成下列问题。 进入河流 窨井口 生产生活利用 城市集雨管网城市排水系统 1.随着城市化的发展,对区域水循环造成的影响就是( ) A.蒸发量增加 B.地下径流量增加 C.降水量增加 D.雨季地表径流量增加 2.图示小区雨水开发应用模式与传统排放模式相比,具有的优点包括( ) ①减少土壤侵蚀②补充地下水③增加下渗量 ④解决城市洪灾⑤解决城市缺水问题 A.①② B.④⑤ C.③④ D.②③ 某校地理兴趣小组设计了如下一个对比实验:①在两个底部装有纱窗的塑料槽A与B上,分别放置面积相同、厚度相当的带土草坪与小石块;②分别在草坪与小石块上模拟雨点下落,轻轻地洒上500ml的水。据此完成下题。 3.五分钟后比较收集到的两个塑料盆中的水量 A、透过草坪的多 B、透过小石块的多 C、两者一样多 D、没法比较 4.这实验模拟的就是 A、水土流失 B、植被的生态作用 C、温室效应 D、水循环的下渗环节 5.2015年7、8月间,北京、南京等地连降暴雨引发积水,城市大范围被淹,与该实验有关的就是 A、城市排放的热量过多带来的热岛效应 B、不合理的人类活动影响了地表水的下渗 C、人类破坏生态导致的极端气候 D、城市的绿化面积过多引起了排水不畅 植被浅沟指在地表沟渠中种有植被的一种工程,它通过重力流收集雨水径流。读城市植被浅沟示意图,完成下列问题。
a b c d 6.在城市中用植被浅沟替代不透水地面会使水循环环节( ) A、a增强 B、b增强 C、c减弱 D、d减弱 7.城市大量布置植被浅沟,主要目的有( ) A.增加绿地面积,美化环境 B.强化对雨水的滞留能力 C.减少雨水的冲刷,降低水土流失 D.优化水生环境,保护生物的多样性 8.城市大量布置植被浅沟后,城市河流会( ) A.流量下降 B.丰水期水位上升 C.流量会更加稳定 D.流速减小 越来越多的国家与地区重视对雨水的拦蓄与利用,我国西北地区实施的“母亲水窖”工程,现已取得较好效果。据此回答下列问题。 13.直接影响雨水的拦蓄与利用的水循环环节就是 ( ) A.蒸发 B.水汽输送 C.地表径流 D.降水 14.在我国西北地区实施“母亲水窖”工程,可缓解的水资源问题就是( ) A.时间分配不均 B.空间分布不均 C.地区利用不平衡 D.产业利用不平衡 17.(18分)阅读材料,完成下列要求。 美国西部地区高原、山地、盆地、谷地地形类型多样。大盐湖就是大盆地地区最大的咸水湖,大盐湖干燥的自然环境与著名的死海相似,湖水的化学特征与海水相同。一万多年前,它曾经就是一个比现今面积大20多倍的淡水湖,主要接受冰川融水补给,现如今周边的冰川已消退。 (3)运用水循环的相关知识,说明大盐湖由淡水湖演变为咸水湖的原因。(6分) 18.(18分)读图与材料,回答下列问题。 玛纳斯绿洲就是新疆最大的绿洲农耕区与国内第四大灌溉农业区,在玛纳斯河冲积扇边缘有一条狭长的泉水溢出带,有“千泉”之称,人们以这里湿地中的湖泊或洼地为库址,修建多个水库,形成了一个规模巨大的湿地水库群,它上接大河、下通灌区。下图为玛纳斯冲积扇及其玛纳斯河流域示意图。
离子交换树脂在工业软 化水设备中的作用 工业软化水设备工作原理是利用离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢的目的。 全自动软水装置中装有软化树脂，这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠，可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应，而钠离子不会以水垢的形式堆积在物体表面上，所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔不可溶性交换材料。 在软水装置中装有千百万颗微细的塑料球，所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时，这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子，钙和镁离子的电荷比钠离子强，当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时，钙、镁离子与树脂小珠接触，从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后，钙、镁离子就被吸附在软水机内的树脂上，流出的水就变软了。最后，所有树脂都吸附满钙、镁离子后，就不能再进行工作了，而需要再生处理。 软水处理设备树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中，首先停止软化水机的工作水流，从盐水槽引出的盐水与另
外的稀释水流混合，稀盐水溶液流经树脂，与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样，当钙、镁离子被取代交换后，树脂就再生了，便为下一次软化工作做好了准备。 全自动软水设备主要有三部分组成： 1、自动控制装置：根据用户需要，可配置时间控制、流量控制两种控制方式的全自动控制器，并可选配阿图祖、富莱克、润新等控制阀，也可选用液动、气动、电动多阀控制系统。 2、罐体部分：根据用户要求，交换罐、盐罐可采用玻璃钢、碳钢衬胶、不锈钢等材质， 配件部分：包括布水装置、吸盐装置、管路配件等。 工作程序 1.供水：未处理的水通过树脂层，发生交换反应，产生软水。 2.反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去掉细碎杂物。 3.进盐再生：利用较高浓度的盐水(NaCl)流过树脂，将失效的树脂重新还原为钠型可用树脂。
软水机的工作原理 软水机是应用离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢（碳酸钙或碳酸镁）的目的。 软水机中装有软化剂树脂，这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠，可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应，而钠不会以水垢的形式堆积在物体表面上，所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔的、不可溶性交换材料。在现代的软水机中装有千百万颗微细的塑料球（珠），所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时，这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子，钙和镁离子的电荷比钠离子强，当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时，钙、镁离子与树脂小珠接触，从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后，钙、镁离子就被吸附在软水机内的树脂上，流出的水就变软了。最后，所有树脂都吸附满钙、镁离子后，就不能再进行工作了，而需要再生处理。 软水机树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中，首先停止软水机的工作水流，从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合，稀盐水溶液流经树脂，与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样，当钙、
镁离子被取代交换后，树脂就再生了，便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。 美国怡口为世界软水机的发明者，一直领导着民用软水行业的发展，怡口以先进的技术，人性化的设计，千分之三的故障率嬴得了世界的好评，世界上每销售三台软水机，就有一台出自怡口。 下面以怡口软水机工作原理为例来说： 当软水器向您供应软水时，称之为“工作状态”。此时，硬水通过房屋的主水管流进软水器中。在软水器的树脂罐中，由成百上千的细小的树脂颗粒组成了树脂床。当硬水流经树脂床时，每个树脂颗粒都会吸引并留住硬度离子。这个过程被称为离子交换，非常类似于磁铁吸引铁屑的过程。不含有硬度离子的水（软化水）从软水器流出并进入房屋的软水管。 经过一段时间后，树脂床上会布满硬度离子，因而需要进行清洗，这个清洗的过程就被称为再生或再充。通常再生过程由电子定时器控制，于2:00AM开始。包括五个工序或周期，它们是： [1] 注水[4] 反洗 [2] 吸盐[5] 快速清洗 [3] 盐洗 注意事项：
京能集团运行人员培训教程BEIH Plant Course 锅炉水循环 The Water Cycle of Boiler MAJ TD NO.100.2
目录 1电站锅炉汽水蒸发过程流动和吸热的一般特性和原理 (1) 1.1蒸发系统的主要功能和要求 (1) 1.2蒸发系统主要设计原则 (2) 1.3蒸发系统换热性能的主要参数和特征 (4) 1.4管内工质流动特性的基本原理和参数 (6) 1.5水循环的主要类型 (10) 2亚临界及以下状态汽水介质在垂直管中的流动和传热 (13) 2.1垂直上升管内汽水流动和传热分析 (13) 2.2垂直下降管内汽水流动和传热分析 (16) 3亚临界及以下状态汽水介质在水平管中的流动和传热 (22) 4超临界压力及以上状态汽水介质的管内流动和换热特点 (24) 4.1存在临界点区域 (24) 4.2存在拟临界温度 (24) 4.3存在大比热区 (24) 4.4超临界压力下的传热恶化类型 (24) 4.5影响传热恶化的主要因素 (25) 4.6超临界压力水蒸气的比容、比热和焓 (26) 5自然循环锅炉的水循环原理 (27) 5.1自然循环的原理 (27) 5.2自然循环主要热力特征参数 (28) 5.3自然循环主要结构特征 (30) 5.4自然循环主要运行特征 (32) 5.6不稳定工况对锅炉水循环的影响 (34) 5.7自然循环锅炉水循环方面的控制逻辑 (35) 6直流锅炉的水循环原理 (37) 6.1强制流动蒸发受热面中的流动多值性 (37) 6.2直流锅炉蒸发受热面中流体的脉动 (43) 6.3直流锅炉的传热恶化 (47) 6.4直流锅炉的特点 (47) 6.5直流锅炉的启动系统 (48) 6.6直流锅炉的基本型式 (56) 6.7直流炉的运行特性 (60) 6.8超临界直流锅炉水冷壁横向裂纹失效 (63) 6.9直流锅炉水循环方面的控制逻辑 (64) 7控制循环锅炉水循环原理 (69) 7.1控制循环锅炉基本原理 (70) 7.2控制循环锅炉一般设计原则 (71) 7.3控制循环锅炉技术特点 (75) 8锅炉缺水事故的预控 (81) 8.1、汽包水位控制当前存在隐患 (82) 8.2、锅炉缺水事故的控制 (84)
软化水设备运行及吸盐原理介绍 软化水处理不难理解主要是降低水质硬度的处理过程，通过去除原水中的钙、镁离子，使水质变软，但是在软化水设备处理过程中，不能降低原水中的总含盐量。 沈阳软化水设备工作原理 软化水处理核心技术采用离子交换原理，去除原水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子会被树脂所吸附，钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。 由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂，将水中的Ca2+、Mg2+置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。 沈阳软化水设备中当树脂吸收一定量的钙、镁离子后，就必须进行再生过程，就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。 软化水设备吸盐工艺阐述 吸盐工艺就是将盐水注入树脂罐体的过程，传统装置是采用盐泵将盐水注入，而全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入。设备在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以去离子水装置都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要半个小时左右即可，实际时间受用盐量的影响。 软化水处理装置安装调试
1、再生盐罐及树脂的位置应该尽量安放在交换柱的附近，为了充分利用盐水溶液，应该尽可能地缩短吸盐塑料管的尺寸。 2、软水设备的位置选择应放置于牢固的水平地面上，距离排水沟的距离要短，绝对要禁止靠近酸性液体或气体的地方。
软化水手动阀如何控制软化水系统应用流程 软化水处理设备由于试剂工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：做产水、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。 软化水手动阀控制软化水设备工艺流程 软化水设备树脂再生步骤：打开进盐阀，其余阀门关闭，启动原水泵，把盐箱中的盐水全部吸入软化器内，放置4小时以上。 洗盐：树脂再生后，必须将软化器内的盐冲洗干净方可使用，按手动阀冲洗方法(包括正冲洗和反冲洗)。 软化水设备水中的钙镁离子的存在是水温变化时形成水垢的主 要原因。目前在国内常用的软化水设备主要有手动式、国产组合式、国产多阀式、进口多路阀式几种，其中进口多路阀式软化水设备是目前市场上的主要产品，这种设备以进口的多路阀及控制器为核心，配用国产的树脂罐、盐箱、管道等材料构成全自动软化水设备。 由于水垢的沉积对人们的生活及生产均有很明显的影响，所以生产用水和生活用水均对硬度指标有一定的要求，特别是锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热而损伤部件、引起爆炸。因
此软化水设备对于低压锅炉要进行水的软化处理;对于中、高压锅炉要进行水的软化与脱盐处理。 离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。 手动软化水设备吸盐操作参照反渗透预处理树脂再生操作方法，具体如下 当树脂吸附一定量的钙、镁离子之后，就必须进行再生。时间为每运行48小时左右(原水为市政自来水时)，须再生一次。再生过程就是用盐箱中的工业盐冲洗树脂层，把树脂上的钙、镁等硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换能力(软水器不可用加碘盐、加钙盐作再生剂、定期向盐箱加盐确保盐水饱和浓度)，再生时间推荐在晚上最好，设备停机后吸完盐，放置一晚上，第二天必须按反洗、正洗步骤清洗干净后，在启动主机。
微专题：水循环原理（过程与意义）应用随着城市化的推进，城市水生态环境正发生着变化。下图为“城市某小区雨水开发应用排放模式”与“传统雨水排放模式”比较示意图。读图完成下列问题。 1．随着城市化的发展，对区域水循环造成的影响是（）A．蒸发量增加B．地下径流量增加 C．降水量增加D．雨季地表径流量增加 2．图示小区雨水开发应用模式与传统排放模式相比，具有的优点包括（） ①减少土壤侵蚀②补充地下水③增加下渗量 ④解决城市洪灾⑤解决城市缺水问题 A．①②B．④⑤C．③④D．②③ 某校地理兴趣小组设计了如下一个对比实验：①在两个底部装有纱窗的塑料槽A和B上，分别放置面积相同、厚度相当的带土草坪和小石块；②分别在草坪和小石块上模拟雨点下落，轻轻地洒上500ml的水。据此完成下题。 3．五分钟后比较收集到的两个塑料盆中的水量 A、透过草坪的多 B、透过小石块的多 C、两者一样多 D、没法比较 4．这实验模拟的是 A、水土流失 B、植被的生态作用 C、温室效应 D、水循环的下渗环节 5．2019年7、8月间，北京、南京等地连降暴雨引发积水，城市大范围被淹，和该实验有关的是 第1页/共8页
A、城市排放的热量过多带来的热岛效应 B、不合理的人类活动影响了地表水的下渗 C、人类破坏生态导致的极端气候 D、城市的绿化面积过多引起了排水不畅 植被浅沟指在地表沟渠中种有植被的一种工程，它通过重力流收集雨水径流。读城市植被浅沟示意图，完成下列问题。 6．在城市中用植被浅沟替代不透水地面会使水循环环节（）A.a增强 B.b增强 C.c减弱D.d减弱 7．城市大量布置植被浅沟，主要目的有（） A．增加绿地面积，美化环境 B．强化对雨水的滞留能力 C．减少雨水的冲刷，降低水土流失 D．优化水生环境，保护生物的多样性 8．城市大量布置植被浅沟后，城市河流会（） A．流量下降B．丰水期水位上升 C．流量会更加稳定D．流速减小越来越多的国家和地区重视对雨水的拦蓄和利用，我国西北地区实施的“母亲水窖”工程，现已取得较好效果。据此回答下列问题。 13．直接影响雨水的拦蓄和利用的水循环环节是（）A．蒸发B．水汽输送 C．地表径流D．降水
软化水设备的作业原理 全主动钠离子沟通器选用离子沟通原理，去除水中的钙、镁等结 垢离子。当含有硬度离子的原水经过沟通器内树脂层时，水中的钙、 镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而 钠离子进入水中，这样从沟通器内流出的水便是去掉了硬度的软化 水。 因为水的硬度首要由钙、镁构成及表明，故一般选用阳离子沟通 树脂( 软水器) ，将水中的Ca2+离子交流图、Mg2+(构成水垢的首要成份) 置换出来，跟着树脂内Ca2+、Mg2+的添加，树脂去除Ca2+、Mg2+ 的效能逐步下降。 当树脂吸收必定量的钙镁离子之后，就有必要进行再生，再生进程便是用盐箱中的食盐水冲刷树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出 来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化沟通功用。 因为水的硬度首要由钙、镁构成及表明因为水的硬度首要由钙、 镁构成及表明钠离子交流软化处理的原理是将原水经过钠型阳离子 交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交流进程如下：软化水设备单阀单罐 2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+
2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+ 即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。 一般操控阀的作业流程为：作业、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。 作业流程及要求 1) 工作流程 工作(有时叫做产水，下同) 、反洗、吸盐( 再生) 、慢冲洗( 置换) 、快冲刷五个进程。不同软化水设备的一切工序十分接近，仅仅因为 实践工艺的不同或操控的需求，或许会有一些附加的流程。任何故钠 离子交流为根底的软化水设备都是在这五个流程的根底上开展来的 ( 其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程) 。 软化水设备作业流程示意图反洗：作业一段时刻后的设备，会在树脂上部阻拦许多由原水带来的污物，把这些污物除掉后，离子交 换树脂才干完全曝露出来，再生的作用才干得到保证。反洗进程便是 水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样能够把顶部阻拦下来的污物 冲走。这个进程一般需求 5-15 分钟左右。 吸盐( 再生) ：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐 泵将盐水注入，全主动的设备是选用专用的内置喷射器将盐水吸入 ( 只要进水有一定的压力即可) 。在实际工作过程中，盐水以较慢的
软化水设备的工作原理 由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+ 即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。一般控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。 软化水设备工作流程及工作要求 1）软化水设备工作流程 工作(有时叫做产水，下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。软化水设备工作流程示意图 反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。吸盐(再生)：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即可)。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。慢冲洗(置换)：在用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。 2）软化水设备技术指标及工作要求： 入口水压：0.18-0.6Mpa 工作温度：1-55℃源水硬度：<8mmol/L 操作方式：自动/手动出水硬度：≤0.03mmol/L 再生剂：NaCL 再生方式：顺流/逆流交换剂：001*7强酸性离子交换树脂控制方式：时间/流量工作电源：220V/50Hz
锅炉软化水设备的工作 原理 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
锅炉软化水设备的工作原理 锅炉软化水设备的定义： 锅炉软化水设备是针对锅炉结垢而推出的一种原水去硬预处理装置，去处原水中的钙、镁离子，使锅炉内部不再结水垢，提高锅炉热交换利用率，保障锅炉的安全稳定运行。 锅炉能否安全与经济运行，水质处理是非常重要的。锅炉给水不进行处理或处理不当，必然在受热面上结垢，使炉壁传热性能较低，增加燃料消耗，还会产生腐蚀、爆管，甚至引起爆炸事故。特别在原水水质硬度较大的地区。普及锅炉水处理，对确保锅炉安全经济运行;提高锅炉效率;延长锅炉使用年限;节约能源具有很重要的意义。DH系列全自动锅炉软化水装置采用不同的组合、运行方式，其中有单罐、双罐、三罐组合。美国FLECK公司生产的全自动软化水控制器、控制阀可以提供多种控制运行的方式，从而保证交换柱的足够产水量。DH系列全自动锅炉软化水装置的系列产品，可以满足您对各种需水量的要求，在进水总硬度不超过8mgN/L条件下运行，出水残留硬 度可保证达到L的国家锅炉用水标准。 锅炉软化水设备工作原理：
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除 Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。 当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。 (1)、软化水设备原水由进水口进入控制阀，从阀芯的上部经阀体，并由顶部(或树脂罐体中心管外侧，下同)进入罐内。然后，向下穿过树脂层(此为软化，净化时为炭层等，下同)，成为软化水，经下布水器返回中心管，向上至阀体，经阀芯后从软化水设备出水口排出。 (2)、软化水设备原水由进水口进入控制阀，从阀芯的上部经阀体，由罐体下部(或中心管，下同)、下布水器进入罐内，再向上经树脂层，并经阀体、阀芯后，从软化水设备的排水口流出。 (3)、软化水设备原水由进水口进入控制阀，经阀芯进入射嘴的进口，并快速流向射嘴出口，产生负压，从而将盐罐内的盐水从吸盐口吸入阀体，进入罐体的顶部。盐水向下流经树脂
一、中央空调软化水设备工作原理: 水的硬度主要是由其中的阳离子：钙（Ca2+）、镁(Mg2+)离子构成的。 当含有硬度离子的原水通过交换器树脂层时，水中的钙、镁离子与树脂内的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内 流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。 随着交换过程的不断进行，树脂中Na+全部被置出来后就失去了交换功能，此时必须使用Nacl溶液对树脂进行再生，将树脂吸附的Ca2+、Mg2+置换下来，树脂重新吸附了钠离子，恢复了软化交换能力。
二、中央空调软化水设备产品结构： 1. 进口控制阀：阀体材质为高强度轻质耐腐蚀工程塑料、无铅黄铜。 2. 抗腐蚀罐体：罐体材质为玻璃钢（可选用碳钢或不锈钢衬塑罐体），罐体防腐、耐压，使用寿命长。 3. 均匀布水系统：采用射流式布水，树脂有效交换容量得以充分发挥，用盐控制精确，无须盐泵。 4. 进口高性能树脂：选用强酸性阳离子交换树脂，破损率低，粒度均匀，提高离子交换率。 三、中央空调软化水设备工作程序： 1. 供水：未处理的水通过树脂层，发生交换反应，产生软水。 2. 反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去除细碎杂物。 3. 进盐水再生：利用较高浓度的盐水（Nacl）流过树脂，将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。
4. 冲洗：按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来 的钙、镁离子。 5. 注水：向盐箱内注水，溶解食盐，以备下次再生所用。 四、中央空调软化水设备性能特点： 1. 高效：软水器整体设计配套合理，使树脂的有效工作交换容量得以充分发挥。 2. 省工：自动化程度高，无需设专人值守。 3. 省水：软水器制水率达98%以上。 4. 省电：采用虹吸再生原理，无需盐泵，耗电量仅相当于手动软水设备的1%。 5. 占地空间小：只需提供树脂罐和盐罐的占地空间，节省管路、盐泵所占空间。 6. 调整方便：用户可根据实际需要，自行调整再生周期和再生时间。 7. 运行费用低：由于自动化程度高，软水器能适应水量变化，精确地计量产 水量、计量再生剂的用量，避免了再生时再生剂无辜的浪费，同时可节省大量 的人工费。