换热设备污垢研究的现状与展望.pdfVIP

杨善让等t换热设备污垢研究的现状和晨望 ．19． ————————————————————————————————————————————————————————————————√——————————————————————————————一一～ 换热设备污垢研究的现状和展望 杨善让1 孙灵芳。2 徐志明1 (1东北电力学院节能与测控技术研究中心．吉林132012I 2哈尔滨工业大学动力工程及工程热物理博士后流动站．哈尔滨150001 摘要综迷了近十余年国内外换热设备污垢领域的研究进展．分析了三，卜主要研究方向上存在的／E．要问题 提出了促进污垢研究发展的三点建议。 20世纪70年代，特别是80年代后期以来的深入。在起始方面t长期以来人们认为具有低表面 能源危机，伴随着资源利用效率和环境要求的不断 提高，SomerscMes所抱怨的“污垢研究一直没能 在一些污垢形成过程中存在闻值现象。包括 得到足够关注”的状况开始有所转变。进入20世 纪90年代以后，污垢研究在其他相关学科的发展， 告说低表面能的聚四氟乙烯(P’FFE)或硅酮涂层 特别是计算机应用技术飞速发展的推动下，借助国 表面日J以延缓污垢的形成，且易于清洗。可是也有 际合作研究的良好氛围，在预测、监测和对策三个 若干相反的报道说在低表面能表面上更容易形成污 发展方向上都蓬勃开展起来。 表面和在不锈铜304’、316“及钛表面的吸附状况 l污垢形成的预测 近10年来，基于污垢形成机理认识的逐步深 速率高于3044不锈钢。这除了一些尚未确知的因 入，污垢的预测和模拟都取得了明显进展。然而换 素外，涂层本身的热阻、涂层与壁面的结合强度、 热设备污垢形成的影响因素众多，是在动量、能 量、质量传递以及生物活动同时存在的多相、多组 分流动过程中进行的．其理论基础除传热传质学 发了一种长久维持低污垢表面。一些专利技术将析 外，还涉及到化学动力学、流体力学、胶体化学、 晶污垢减小70％～100％，微生物的黏附减少90％ 热力学与统计物理、微生物学、非线性科学以及表 面科学等相关学科，是一个典型的多学科交叉的高 导期比较后推测，表面能与污垢特性没有直接关 度复杂问题．因而对其机理的清晰理解和准确把握 仍是一项极为艰巨的任务。在20世纪80年代中 没能解释为什么DLC涂层表面具有几乎无限长的 期，Epstein口3曾以矩阵形式对污垢形成过程的理 沦分析和实验研究作了形象的概括，指出了发展趋 诱导期．而PTFE涂屡表面却只有很短的诱导期。 势；Pinhero则比较了当时已有的各预测模型，找 出其共同点，为建立一个通用模型做了十分有意义 的影响，提供了沉积率与表面能(或表面张力)的经 的工作；而且，Melo也对这期问的进展做了出色 的概括和评述。虽然已取得的成就令人欣慰，但现 了新的表面沉积判据。徐志明等03重新定义了污垢 状离预期目标仍然相当遥远! 的诱导期。 进人20世纪90年代以后，寻求对污垢形成机1．2 单类污垢的研究现状 理的理解，定量预测污垢增长率，为换热设备的设 1．2．1腐蚀污垢与混合污垢 计者和运行人员提供一个可信丽适用的预测模型的 单一腐蚀污垢研究主要是在腐蚀学科进行，而 努力仍然历艰而弥坚，涌现出了不少有意义的成果。 从污垢研究角度看，目前还仅限于它与其他类污垢 1．1污垢的形成过程 相互作用的初步研究，因而本文与混合污垢一起介 朽垢形成的五个阶段(N-始，输运．附着，老 化，剥蚀)中，输运、附着、剥蚀相对研究得