该文分析了污垢热阻研究的现实意义,并对国内外在污垢方面的研究成果进行综述,在此基础上提出该课题的研究内容和方法.基于传热学原理,开发了污垢热阻在线监测实验平台,利用计算机集成技术,开发了污垢热阻实验装置,实现了实验数据自动采集和分析,满足实验长周期不间断工作要求.针对具体的水质条件,分别以珠江水为循环冷却水来研究混和污垢,以湖水为循环冷却水来研究生物污垢,通过在自来水中加入高岭土颗粒来模拟珠江水中的泥沙悬浮颗粒,以此来研究泥沙颗粒污垢,将高岭土颗粒加入湖水来研究生物污垢与泥沙颗粒污垢的交互影响.为了观察换热管内壁污垢状况,利用工业内窥镜和CCD摄像头等开发了一套可视化的实验装置.实验结果表明:在铜管的表面上,珠江水产生的混和污垢时间短,而且利用机械方法不容易清洗掉,当流体处于湍流状态时,泥沙颗粒不产生污垢热阻,反而强化了冷却水侧的对流换热;当流体处于过渡流状态时,泥沙颗粒产生污垢热阻.对实验结果进行分析发现,流速对泥沙颗粒污垢的影响非常显著,而泥沙浓度对泥沙颗粒污后的影响不显著,并且流速和泥沙浓度对泥沙颗粒污垢的交互影响也很小.在铜表面上,生物污垢不容易生成,主要是因为铜的表面释放出的铜粒子会杀死吸附在铜表面上的微生物.但是,将泥沙加入湖水中后,有粘泥污垢的生成,微生物是生成粘泥污垢的主要原因.微生物不但会形成粘泥污垢,而且会使冷却水变质,腐蚀换热系统,相对于水垢、腐蚀对冷却水系统的危害,微生物的危害是更为严重的.由于循环冷却水的不断的浓缩,冷却水系统的盐类的含量不断的增大,当系统运行的一定时间后,可溶解离子的浓度达到饱和,从而晶体从溶液中析出,形成析晶污垢,通过计算确定了在不同的给水离子浓度下,循环冷却水中钙离子浓度在最高温度为40℃和50℃达到饱和的时间,从而来确定冷却系统中是否有析晶污垢的可能.通过计算求解在不同的流速下粒子的重力、粘附力、流体作用力和升力随粒径的变化关系,计算结果发现在微米数量级,粒子的重力变化不大,流体作用力是变化最低的,在低流速下,大粒径的粒子所受的粘附力大于其所受的升力,所以粒子容易在表面粘附,随着流速提高,粒径小了粒子受到的升力大于其所受的粘附力,因此粒径小的粒子也容易从表面剥蚀.