本文以电厂循环冷却水结垢为研究对象,利用双通道工业循环冷却水分析实验台及磁电协同式工业循环冷却水阻垢处理器,对电厂循环冷却水进行了动态模拟阻垢实验。利用扫描电镜(SEM)观察水中方解石、文石的形貌及晶体的变化；利用X射线衍射仪(XRD)进行垢样的晶体结构测定。通过衍射数据确定垢样的晶格参数等,探讨电磁场的阻垢作用机理。文中对双通道工业循环冷却水分析实验台进行改造,从电磁流量计的选用、蠕动泵的选型及自动控制系统信号的采集等方面,对原实验台进行了系列改造,改造后的实验台运行稳定,信号采集精确度有较大提高。利用四因素四水平正交实验,对循环水进行了阻垢实验。通过正交实验结果分析,得出阻垢率最好时的实验参数为流速0.870m/s、脉冲频率100Hz、工作电压5kV、方波占空比70%、运行周期30h,此参数条件下污垢热阻法阻垢率78.23%、重量法阻垢率63.14%,表现出良好的阻垢效果。对垢样进行扫描电镜、X射线衍射分析。由扫描电镜得出实验组及对照组垢样的形貌主要呈针状、块状等信息。由X射线衍射得出垢样晶体的晶相、特征峰、晶面参数及各物相的百分含量等信息。在阻垢效果最好组中,对照组的文石为28.88%、方解石为71.12%,实验组的文石为78.99%,方解石为21.01%。说明经过电磁场处理后,文石显著提高,方解石明显下降。实验中发现,方解石中含有碳酸钙镁石而文石中不含碳酸钙镁石,可能原因是在电磁场作用下,Mg2+在部分位置上取代Ca2+位置,使方解石生长过程中逐步形成方解石和碳酸钙镁石的混合体。通过阻垢率与晶粒尺寸分析,是由于硬垢的晶粒尺寸较大,容易沉积在管壁上,阻垢率小；软垢的晶粒尺寸较小,容易被水流冲走,阻垢率大。文中从电磁能量影响CaCO3晶核的形成能及晶体生长等阶段,解释了水垢中各晶相分布的原因。电磁场能量影响吉布斯自由能改变,引起体系中体自由能和面自由能的变化,从而影响晶核生长。电磁能量的施加,有利于CaCO3晶体形成能量较高的亚稳态,抑制能量较低的稳定态。文中从周期键链(PBC)理论角度,阐述了CaCO3水垢晶型K面的键能改变,使K面生长速度快于F、S面,从而形成晶粒尺寸较小的文石,促进文石的生长,抑制方解石的形成。