复合改性表面抑制颗粒污垢积聚特性分析

换热设备颗粒污垢一般指悬浮在流体中的固体颗粒在换热面上的积聚.开发了一种Ni-P-TiO2防垢型复合改性表面,并将之用于板式换热器抑制纳米MgO颗粒污垢在换热表面的积聚.基于搭建的板式换热器颗粒污垢热阻动态监测实验系统,研究了不同冷却水流速(0.1～0.3 m/s)、入口温度(30～40℃)及纳米MgO浓度(100～400 mg/L)对Ni-P-TiO2复合改性换热表面抑垢特性的影响.结果表明,随着流速的增加,污垢热阻渐近值减小了27.85％～34.41％;随着冷却水入口温度的升高,污垢热阻渐近值减小了25.15％～39.14％;随着MgO颗粒浓度的增加,热阻渐近值减小了26.15％～45.36％.结合Ni-P-TiO2复合改性表面的表面能分析了其表面的抑垢性能,发现制备的Ni-P-TiO2复合改性表面的表面能与纳米MgO颗粒污垢层的表面能相接近,符合Zhao提出的"最优表面能"抑垢理论.与常规板式换热器不锈钢表面相比,Ni-P-TiO2复合改性表面不仅抑制了颗粒污垢的积聚,还降低了颗粒污垢的固着强度,使得积聚其上的颗粒污垢更容易被剥离换热表面,实现了换热表面持久高效抑垢.