一、減小通風(fēng)通道截面積
·陽極腐蝕產(chǎn)物堆積:深井陽極通常由高硅鑄鐵、石墨等材料制成,在陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中,陽極會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕,產(chǎn)生氧化鐵、氧化銅等腐蝕產(chǎn)物。隨著時(shí)間的推移,這些腐蝕產(chǎn)物會(huì)在陽極周圍和井壁附近逐漸堆積,占據(jù)通風(fēng)通道的空間,使通風(fēng)通道的有效截面積不斷減小。當(dāng)堆積到一定程度時(shí),會(huì)嚴(yán)重阻礙空氣的流通,導(dǎo)致通風(fēng)不暢。
·管道結(jié)垢:井內(nèi)的通風(fēng)管道多為金屬或塑料材質(zhì),水中溶解的鈣、鎂等離子以及一些微生物代謝產(chǎn)物等,會(huì)在管道內(nèi)壁形成水垢和生物垢。這些垢層會(huì)逐漸增厚,使管道的內(nèi)徑變小。例如,當(dāng)碳酸鈣水垢在管道內(nèi)壁均勻沉積,厚度達(dá)到管道內(nèi)徑的 1/4 時(shí),通風(fēng)截面積就會(huì)相應(yīng)減小,空氣流速降低,通風(fēng)效率大幅下降。
二、增加通風(fēng)阻力
·表面粗糙度增加:腐蝕會(huì)使陽極和通風(fēng)管道的表面變得粗糙不平,結(jié)垢則會(huì)在表面形成凸起和凹陷。根據(jù)流體力學(xué)原理,空氣在粗糙表面流動(dòng)時(shí),摩擦力增大,會(huì)產(chǎn)生更多的局部阻力和沿程阻力。這就使得空氣在通風(fēng)通道內(nèi)流動(dòng)時(shí)需要克服更大的阻力,從而降低了通風(fēng)量。
·堵塞孔隙和縫隙:腐蝕和結(jié)垢不僅會(huì)在物體表面發(fā)生,還可能滲入陽極材料的孔隙以及通風(fēng)管道的連接處縫隙中。這會(huì)進(jìn)一步阻礙空氣的流通,使通風(fēng)阻力顯著增加。例如,高硅鑄鐵陽極在長期腐蝕后,其內(nèi)部孔隙被腐蝕產(chǎn)物堵塞,空氣通過陽極內(nèi)部的阻力增大,影響了整體的通風(fēng)效果。
三、影響空氣流動(dòng)形態(tài)
·產(chǎn)生紊流:由于腐蝕和結(jié)垢導(dǎo)致通風(fēng)通道的形狀和表面特性發(fā)生改變,空氣在流動(dòng)過程中容易產(chǎn)生紊流現(xiàn)象。紊流會(huì)使空氣流動(dòng)變得紊亂,增加空氣分子之間的碰撞和摩擦,消耗空氣流動(dòng)的能量,降低通風(fēng)效率。與正常的層流狀態(tài)相比,紊流情況下空氣的流動(dòng)阻力更大,通風(fēng)效果更差。
·改變流向:腐蝕產(chǎn)物的不均勻堆積和結(jié)垢的不規(guī)則分布,會(huì)使通風(fēng)通道內(nèi)不同位置的阻力不同,從而改變空氣的流動(dòng)方向??諝饪赡軙?huì)繞過堵塞嚴(yán)重的區(qū)域,形成一些不規(guī)則的流動(dòng)路徑。這種不規(guī)則的流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)不均勻,部分區(qū)域通風(fēng)良好,而部分區(qū)域則通風(fēng)不足,影響深井陽極地床整體的通風(fēng)狀況。