结垢现象普遍存在于各种传热过程中,换热设备污垢问题给工业企业带来诸多不利影响,因此各类除垢手段应运而生。电磁抑垢技术以其使用方法简便、成本低、无污染等优点,近年来得到了广泛的应用和发展。其中,低频脉冲磁场具有良好的灭菌效果,扫频则对多种垢型均有广泛的适用性。本文在分析电磁抑垢机理的基础上,将低频和扫频技术相结合,开展电磁抑垢装置设计和实验研究,对于推动相关理论和技术的发展,具有良好的理论和实际意义。本文以典型的低频抑垢技术(0.3-12KHz)为研究对象,基于氢键断裂理论,分析了共振对于水分子团氢键断裂的作用机理,利用方波谐波多、易共振的特点,以方波为基础波形信号;根据毕奥-萨伐尔定律计算磁感应强度和匝数的关系,设计了缠绕式处理腔;依据低频磁场最佳灭菌频率范围,基于处理腔模型确定了分界频率(1.3KHz)和扫频范围。整合信号发生器、功率放大电路、变压器、处理腔等,设计了低频扫频电磁除垢装置。设计了污垢监测系统,分析了该系统的运行性能,以此为平台开展了低频扫频电磁除垢装置对碳酸钙污垢和微生物污垢影响的实验研究,以污垢热阻及阻垢率为指标进行分析,结果表明:对于碳酸钙污垢,在实验周期内(200h)经电磁处理的实验管段,污垢热阻曲线保持平稳,污垢热阻值未见明显增长,该现象亦为实测图像所证实。阻垢率指标表明,频率为0.3-2.5KHz时,阻垢率为86.7%,阻垢效果最佳,且当频率增加时,阻垢效果减弱。对于微生物污垢,致垢细菌为铁细菌时,低频扫频电磁场阻垢效果明显,频率为0.3-2.5KHz时,阻垢率达到了66.5%,随着频率的增加,阻垢率明显下降,8-12KHz时的阻垢率仅为22.1%。为进一步验证低频扫频电磁场的杀菌效果,设计了静态平板计数及水质参数对比实验,结果表明:经电磁处理细菌数比未经电磁处理的少38%,经电磁处理水质pH值及化学需氧量均高于未经电磁处理水质。通过动态、静态实验,证明了低频扫频电磁除垢装置具有良好的抑垢效果。