换热器结垢原理与抑制技术

换热器是能量交换的重要部件，在诸多行业中发挥着关键作用，涉及建筑、交通、市政、化工等30多个领域，并相互交织形成一系列产业链条。全球工业化和技术进步推动了换热器市场的发展。同时，在“碳中和”的大背景下，为了降低化石能源消耗，减轻环境污染，开发和利用可再生能源已成为必然趋势。本书的研究工作在这方面做出了有益的探索。

换热器在运行过程中普遍面临着一个问题——换热表面结垢，严重影响了设备的换热效率、安全性能和使用寿命。本书针对换热器表面污垢的生长机理、污垢热阻预测模型以及污垢抑制技术，进行了全面系统的介绍。基于对污垢生长特性的认识，探索了抑垢和除垢方法，提出了具有除污和抑垢功能的换热器。同时聚焦广泛应用于热泵空调系统的强化换热管，揭示了其在长期运行过程中混合污垢的生长机理，建立了多参数污垢预测模型，用于指导换热器设计与开发，提出了抑制污垢生长的相关策略。
本书可供土木工程（暖通空调）、动力工程及工程热物理相关领域的学者及工业界技术人员使用，也可作为高等院校相关专业学生的教材或参考书。

前言
物理量名称及符号表
第1章污垢问题及危害1
1.1城市污水废热回收利用及污垢1
1.1.1废热利用的可行性及潜力2
1.1.2热泵回收污水废热项目介绍3
1.1.3污水换热的污垢问题5
1.2空调冷却水强化换热及污垢6
1.2.1冷却水换热器常用换热管6
1.2.2冷却水侧的污垢问题13
1.3污垢研究的历史与现状14
1.3.1污垢研究的历史14
1.3.2颗粒污垢的研究现状17
1.3.3析晶污垢的研究现状18
1.3.4长期污垢实验研究现状22
1.3.5污垢研究的总结23
第2章城市污水废热利用研究25
2.1污水源热泵的研究现状25
2.1.1中国的污水源热泵研究报道25
2.1.2国外的污水源热泵研究报道27
2.1.3污水源热泵在其他特殊领域的应用研究28
2.1.4污水源热泵的经济效益28
2.2污水源热泵系统的性能预测31
2.2.1人工神经网络31
2.2.2人工神经元网络建模35
2.2.3训练人工神经网络的实验数据36
2.2.4污水源热泵系统的性能预测38
2.3污水物性分析42
2.3.1城市污水的物理成分（组分）42
2.3.2污水的流动与传热特性45
2.3.3污水特性45
2.4污水废热回收专用设备49
2.4.1污水取水装置49
2.4.2污水换热器53
第3章污水中污垢特性及除污型换热器研发58
3.1污水换热器表面的污垢特性58
3.1.1实验介绍58
3.1.2实验结果61
3.1.3结果分析67
3.2除污型干式壳管式污水蒸发器74
3.2.1除污型干式污水蒸发器的提出与实验研究74
3.2.2壳管式与浸泡式污水蒸发器的实验对比分析85
3.2.3除污型蒸发器的实验和数值研究95
3.3枕板式换热器的设计112
3.3.1污水源热泵系统原理112
3.3.2枕板式污水换热器及其系统的性能分析114
3.3.3枕板式换热器的数值分析121
本章小结128
第4章以空气为媒介的抑垢型污水源热泵系统131
4.1折流板式污水塔污水源热泵131
4.1.1污水废热回收折流板式换热器的提出131
4.1.2高效抑垢型污水源热泵系统运行特性研究134
4.1.3抑垢型污水源热泵系统的抑垢特性144
4.1.4污水换热塔内部气流流场数值模拟155
4.2导流板式污水塔污水源热泵165
4.2.1实验台搭建165
4.2.2污水温度对系统性能的影响167
4.2.3气液体积流量比对系统性能的影响168
4.2.4导流板式全热换热器与折流板式换热器的性能对比169
4.2.5导流板式全热换热器的节能分析171
本章小结174
第5章空调系统中的污垢特性及在线监测与测试技术176
5.1空调系统的污垢概述176
5.2水侧污垢在线监测与测试技术177
5.2.1水侧污垢（非加速）在线监测系统介绍177
5.2.2在线污垢（加速工况）监测平台192
5.3水侧污垢分析方法201
5.3.1数据处理的理论基础201
5.3.2误差分析的理论基础202
5.3.3基于给定测试管长度的误差分析203
5.3.4运行参数对污垢热阻误差的影响206
5.3.5污垢热阻计算修正公式210
5.4空气侧污垢在线监测平台220
5.4.1系统简介220
5.4.2空气侧污垢分析方法222
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