一、減小通風通道截面積
· 陽極腐蝕產物堆積:深井陽極通常由高硅鑄鐵、石墨等材料制成,在陰極保護系統運行過程中,陽極會發生電化學腐蝕,產生氧化鐵、氧化銅等腐蝕產物。隨著時間的推移,這些腐蝕產物會在陽極周圍和井壁附近逐漸堆積,占據通風通道的空間,使通風通道的有效截面積不斷減小。當堆積到一定程度時,會嚴重阻礙空氣的流通,導致通風不暢。
· 管道結垢:井內的通風管道多為金屬或塑料材質,水中溶解的鈣、鎂等離子以及一些微生物代謝產物等,會在管道內壁形成水垢和生物垢。這些垢層會逐漸增厚,使管道的內徑變小。例如,當碳酸鈣水垢在管道內壁均勻沉積,厚度達到管道內徑的 1/4 時,通風截面積就會相應減小,空氣流速降低,通風效率大幅下降。
二、增加通風阻力
· 表面粗糙度增加:腐蝕會使陽極和通風管道的表面變得粗糙不平,結垢則會在表面形成凸起和凹陷。根據流體力學原理,空氣在粗糙表面流動時,摩擦力增大,會產生更多的局部阻力和沿程阻力。這就使得空氣在通風通道內流動時需要克服更大的阻力,從而降低了通風量。
· 堵塞孔隙和縫隙:腐蝕和結垢不僅會在物體表面發生,還可能滲入陽極材料的孔隙以及通風管道的連接處縫隙中。這會進一步阻礙空氣的流通,使通風阻力顯著增加。例如,高硅鑄鐵陽極在長期腐蝕后,其內部孔隙被腐蝕產物堵塞,空氣通過陽極內部的阻力增大,影響了整體的通風效果。
三、影響空氣流動形態
· 產生紊流:由于腐蝕和結垢導致通風通道的形狀和表面特性發生改變,空氣在流動過程中容易產生紊流現象。紊流會使空氣流動變得紊亂,增加空氣分子之間的碰撞和摩擦,消耗空氣流動的能量,降低通風效率。與正常的層流狀態相比,紊流情況下空氣的流動阻力更大,通風效果更差。
改變流向:腐蝕產物的不均勻堆積和結垢的不規則分布,會使通風通道內不同位置的阻力不同,從而改變空氣的流動方向。空氣可能會繞過堵塞嚴重的區域,形成一些不規則的流動路徑。這種不規則的流動會導致通風不均勻,部分區域通風良好,而部分區域則通風不足,影響深井陽極地床整體的通風狀況。