1、 1 1 1、目的目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出 发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特 色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。 通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能 力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适 应力。 以多功能动态实验装置为对象， 成此换热设备污垢的实验装置所需检测参数 的检测。 2 2、背景意义背景意义 2.12.1. .污垢研究的现状和污垢的形成污垢研究的现状和污垢的形成 换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、 质量和动量传
2、递的物理化 学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失， 因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。 20 世纪 70 年代，特别是 80 年代后期以来的能源危机，伴随着资源利用效 率和环境要求的不断提高，Somerscales 所抱怨的“污垢研究一直没能得到足够关 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 的发展特别是计算机应用技术飞速发展的推动下，借助国际合作研究的良好氛 围，在预测、监测和对策三个发展方向上都蓬勃开展起来。 近 10 年来，基于污垢形成机理认识的逐步深入，污垢的预测和模拟都取得 了
3、明显进展。然而换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 传质学外，还涉及到化学动力学、流体力学、胶体化学、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 Epstein 曾以矩阵形式对污垢形成过程的理论分析和实验研究 作了形象的概括，指出了发展趋势；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工作；而且，Melo 也对
4、 这期间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，但现离预期 目标仍然相当遥远！ 2 进入 20 世纪 90 年代以后，寻求对污垢形成机理的理解，定量预测污垢增 长率， 为换热设备的设计者和运行人员提供一个可信而适用的预测模型的努力仍 然历艰而弥坚，涌现出了不少有意义的成果。 污垢形成的五个阶段（起始，输运，附着，老化，剥蚀）中，输运、附着、 剥蚀相对研究得比较深入。 单类污垢简单可分成以下几种类型：腐蚀污垢与混合污垢、析晶污垢、颗粒 污垢、化学反应污垢、生物污垢、凝固污垢等。 2.22.2 有关一种新型在线冷却水动态模拟试验装置的知识有关一种新型在线冷却水动态模拟试验装置的知识 长期以来,各类换热设备都存在着不同程度的污垢问题。污垢问题的存在给 换热设备的安全、经济运行造成了极大的危害,因此国内外众多科研单位和厂家 对于抑垢、除垢技术的研究投入了巨大的精力,也相继研制开发了种类繁多的电 子(磁)水处理器,这些采用物理法进行水处理的产品与离子交换、化学除垢、投 药法等传统水处理方法相比, 具有体积小、安装简便、无污染等突出优点,因此 发展极为迅速。然而目前对
