摘要換熱器的運行過程中普遍存在污垢沉積的現(xiàn)象，因為污垢沉積現(xiàn)象從而在換熱器表面形成了熱阻，對換熱器的性能造成了嚴重的影響，從而導(dǎo)致大量的能量浪費和巨大的經(jīng)濟損失。污垢的種類多種多樣，同時污垢的形成過程包括多種物理化學(xué)反應(yīng)，造成形成機制非常復(fù)雜。本文通過實驗以及數(shù)值模擬的方法，對在換熱面上的析晶污垢形成過程的影響因素進行系統(tǒng)的分析。據(jù)析晶污垢的沉積過程，結(jié)合連續(xù)性方程、動量方程、能量方程，把污垢的沉積過程通過Fortran計算需要進行描述，編寫出污垢的沉積量的計算程序，同時通過數(shù)值模擬軟件進行計算。通過改變圓管、矩形通道的入口流速、濃度、壁溫以及入口溫度，對污垢沉積受到流動工況的影響進行研究關(guān)鍵詞：析晶污垢；換熱表面；數(shù)值模擬AbstractFouldepositionisacommonphenomenonintheoperationofheatexchangers.Becauseofthefoulingdepositionphenomenon,thermalresistanceisformedonthesurfaceofheatexchangers,whichhasaseriousimpactontheperformanceofheatexchangers,resultinginalargeamountofenergywasteandhugeeconomiclosses.Therearemanykindsofdirt,andtheformationprocessofdirtincludesmanykindsofphysicalandchemicalreactions,resultinginaverycomplicatedformationmechanism.Inthispaper,throughexperimentsandnumericalsimulation,theinfluencingfactorsofcrystallizationfoulingformationontheheatexchangesurfacearesystematicallyanalyzed.Accordingtothedepositionprocessofdevitrifieddirt,combinedwithcontinuityequation,momentumequationandenergyequation,thedepositionprocessofdirtneedstobedescribedbyFortrancalculation,thecalculationprogramofthedepositionamountofdirtiswritten,andthecalculationiscarriedoutbynumericalsimulationsoftware.Bychangingtheinletvelocity,concentration,walltemperatureandinlettemperatureofroundtubesandrectangularchannels,theinfluenceofflowconditionsonfoulingdepositionwasstudied.Keywords:devitrifyingdirt;Heatexchangesurface;numericalsimulation第一章緒論1.1課題研究背景和意義換熱器也可以稱為熱交換器，這是在工業(yè)生產(chǎn)的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)流體進行熱量交換的一種設(shè)備，這種設(shè)備主要是在供暖通風(fēng)、石油化工、動力工程和制冷低溫的過程中能夠廣泛應(yīng)用，同時也是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要組成的部件。但是換熱面的結(jié)垢問題一直都沒有得到很好的解決，十分嚴重地阻礙了各種行業(yè)的發(fā)展和進步。當然污垢的沉積對于換熱器的性能也是十分嚴重的，同時也會給各種行業(yè)造成十分大的經(jīng)濟損失以及能量的浪費。污垢就是一種十分廣泛地存在于自然界、日常生活以及各種各樣的行業(yè)中的固體沉積物。當然沉積的污垢對于換熱設(shè)備的影響和危害都是非常大的，其中有以下幾個方面的危害：削弱傳熱的效率。因為沉積污垢的導(dǎo)熱系數(shù)是十分小的，所以如果污垢在換熱面上沉積的話，這就會是使得附加熱阻就會形成，最后這會對于換熱器里面的熱量傳遞造成十分嚴重的影響，這會降低傳熱的效率。功耗的增加。沉積的污垢在流動區(qū)域內(nèi)機會造成流動截面的不斷縮減，這對于一定的壓力以及沿程造成損失，這也會使得流體的運輸功耗的增加。降低換熱設(shè)備的安全性以及縮短換熱設(shè)備的壽命。因為沉積的污垢會造成能量的不斷聚集，這對換熱設(shè)備造成局部的過熱以及超溫，同時就會記急劇降低機械性能，最后就會造成爆管、鼓包以及泄漏安全事故。此外，沉積的污垢也會對于換熱面的化學(xué)腐蝕不斷加快，在短期內(nèi)造成換熱面穿孔，導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備的工作年限縮短，更有可能會使得整個設(shè)備報廢。（3）降低換熱設(shè)備的安全性以及縮短換熱設(shè)備的壽命。因為沉積的污垢會造成能量的不斷聚集，這對換熱設(shè)備造成局部的過熱以及超溫，同時就會記急劇降低機械性能，最后就會造成爆管、鼓包以及泄漏安全事故。此外，沉積的污垢也會對于換熱面的化學(xué)腐蝕不斷加快，在短期內(nèi)造成換熱面穿孔，導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備的工作年限縮短，更有可能會使得整個設(shè)備報廢。

（4）增加額外費用。換熱器設(shè)計的方法采取的是冗余設(shè)計方法，這個設(shè)計方法解決了沉積污垢對于換熱器造成的影響，但是這會使得設(shè)備原料費用以及加工費的增加；定期地去除污垢是能夠在非常短的時間內(nèi)解決了換熱設(shè)備的效率問題，但是這是沒辦法得到根本的解決的，因為長期地去除沉積的污垢就會降低生產(chǎn)能力以及質(zhì)量，所以就會使得換熱設(shè)備的維護運行費用的增加。

21世紀就是一個能源危機的世紀，世界各國都已經(jīng)開始制定了不同的戰(zhàn)略方針，用來應(yīng)對21世紀的能源危機。國民的經(jīng)濟基礎(chǔ)主要是能源，所以我國在“十一五”期間提出了“節(jié)能減排”這個方針措施，以此來加強科學(xué)技術(shù)的研究發(fā)展，不斷提高能源的利用效率。在換熱器上的沉積污垢降低了換熱器的傳熱效率，直接損失和浪費了大量的熱量。通過上面的因素可知，研究污垢的沉積機理是能夠?qū)υ趽Q熱設(shè)備上沉積污垢的預(yù)防、抑制、沉積、清理是具有十分重要的指導(dǎo)意義的；同時也能夠使得換熱器的換熱效率的提高，也能夠減少能源的浪費；此外對于建設(shè)投資節(jié)約型社會具有積極的響應(yīng)。沉積污垢的機理研究一直困擾著各個行業(yè)發(fā)展，對此人們開始投入大量的資源對其進行探索。如果能夠了解污垢的沉積規(guī)律，這會對于工業(yè)設(shè)計的污垢的預(yù)防、抑制以及清除是具有重要的指導(dǎo)的，同時會減少能源的損失以及經(jīng)濟損失。所以對于污垢的沉積過程的研究是十分緊要和具有重大意義的。1.2研究現(xiàn)狀在以往的數(shù)十年里，一些國內(nèi)外的學(xué)者已經(jīng)對污垢的沉積過程進行了很多研究，分別從溶液化學(xué)、污垢層的表面特征以及運行條件這方面入手研究的。另外對于污垢的預(yù)防、抑制以及清除等方面也進行了深入的研究，收得了不錯的效果。但是因為污垢沉積過程非常復(fù)雜，污垢的形式更是多種多樣的，所以當前所取得的研究成果相對來說是非常小的，也就是說還沒有找到在換熱設(shè)備中消除污垢的方法。當前，在國內(nèi)對顆粒污垢、析晶污垢、混合污垢以及微生物污垢在各種各樣的換熱器內(nèi)的形成以及抑制都有不一樣的實驗研究。于丹等根據(jù)所改變的循環(huán)水的速度、溫度、硬度以及螺旋槽的結(jié)構(gòu)，對在六種螺旋槽管內(nèi)的碳酸鈣污垢的沉積情況進行了研究。得出的結(jié)論分別是:溫度跟污垢熱阻的變化趨勢是相同的，另外水質(zhì)的硬度跟污垢熱阻的變化趨勢也是相同的。槽管跟螺旋的幾何參數(shù)對污垢熱阻的影響，另外總結(jié)出了小螺距大槽深的結(jié)構(gòu)對于污垢沉積的減少是有利的這一結(jié)論。劉震通過實驗的方法，對改變循環(huán)水的溫度、速度、水質(zhì)的硬度以及在螺旋槽管的沉積情況，另外使用了函數(shù)單調(diào)性的方法對污垢熱阻跟隨速度、溫度、水質(zhì)硬度以及在螺旋槽管的污垢沉積的變化情況進行了總結(jié)。徐志明以實驗的方式，分別研究了鈦管、銅管、橫紋管以及交叉縮放橢圓管的析晶污垢的沉積特性；另外也研究了圓管以及弧線管的微粒污垢的沉積特性情況。研究板式換熱器、交叉縮放橢圓管以及銅管的微生物污垢沉積特性情況；另外研究了不連續(xù)雙斜向內(nèi)肋管、圓管以及縮放管的混合污垢沉積特性的情況；研究板式換熱器內(nèi)的污垢熱阻跟運行參數(shù)的相互關(guān)系。以上的研究不僅獲得了各類污垢的沉積特性的情況，同時也得出了根據(jù)污垢沉積結(jié)果總結(jié)出了各類的換熱器管污垢沉積前后的傳熱特性，另外還得出了強化換熱器對于光管的抑制性能的影響。陳永昌等通過實驗方式對換熱面污垢沉積特性受到射流沖擊的影響，對于循環(huán)水在不同硬度的情況下，三種換熱器表面污垢熱阻的變化情況進行了研究。徐升華在粒子的運動以及碰撞上，對于膠體粒子聚集行為受到污垢粒子的布朗運動、重力、剪切流、流體動力學(xué)作用等原因影響進行了研究。王補宜通過實驗方式研究了不相同顆粒、不相同的基液制備的懸浮夜穩(wěn)定性。深入研究了懸浮液的穩(wěn)定性受到顆粒等效直徑、基液密度、基液動力粘度的原因的影響。刑曉凱使用引入修正系數(shù)和修正值的方式，對恒定壁面溫度污垢熱阻的計算進行了改進，使得在實驗過程中的污垢熱阻的檢測特性精度有了很大提高。張仲彬在對混合污垢沉積特性研究的基礎(chǔ)上，通過實驗數(shù)據(jù)對污垢沉積和誘導(dǎo)期受到換熱表面以及流動特性的影響進行了評價。

目前國內(nèi)有大量是跟化學(xué)和物理抑制污垢技術(shù)的研究，在這里面有全貞花對比了各類物理抑垢技術(shù)。王春明和邵兵華對使用了低壓靜電技術(shù)對于析晶污垢、顆粒污垢以及兩者的混合污垢的阻垢效果進行了研究，通過實驗研究就可以知道，恒定電壓直能夠很好低抑制析晶污垢另外消耗的功率僅為2.2w。而且這項技術(shù)也能夠很好低抑制氧化鎂顆粒污垢，但是不能夠很好地對于二氧化硅的顆粒污垢抑制。另外王春明也對高壓靜電場對于污垢抑制技術(shù)進行了試驗研究，根據(jù)試驗的結(jié)果分析知道，高壓靜電場對于析晶污垢的晶體的結(jié)構(gòu)變化是從致密型到松散型的，最后得出結(jié)論就是這個方法如果在高流速的情況下是能夠起到很好的抑制作用的。陳永昌與李兵通過實驗研究知道，如果在循環(huán)水中使用了膦?；人峁舱{(diào)聚物與聚天冬氨酸這兩種有機物，就能夠很好地抑制析晶污垢，通過研究表明如果是低于60℃的流體，上面這兩種藥品的抑制效果是比較好的。趙陽研究了超聲波對于污垢的抑制效果。如果是比較高的溫度或者是比較高硬度的水質(zhì)，那么這技術(shù)的抑制效果是比較明顯的。通過實驗研究得出40千赫對于污垢的抑制效果沒有28千赫的效果那么好。王建國對于頻率是1.25千赫以及1.75千赫的電磁波對于碳酸鈣析晶污垢的抑制特性進行了研究。

paakkonen等對碳酸鈣析晶污垢的熱阻的測定進行了分析，同時對不確定性的熱阻檢測過程進一步深入分析研究，知道了在實驗檢測碳酸鈣析晶污垢熱阻的過程的不確定性的因素。Janabi等對于具有v型紋理的不銹鋼表面的硫酸鈣析晶污垢的污垢沉積特性情況進行了研究，分別是在具有紋理與光滑的換熱器表面上進行的實驗，在這當中的v型紋理結(jié)構(gòu)包括是縱向排列和十字交叉以及二者混合紋理的。Basim在對于鹽溶液的溫度以及冷卻水流動速度的條件下污垢沉積的改變情況進行了不同路徑的研究，通過研究可以知道，如果提高管道壁面溫度那么是能夠減少污垢的沉積的，如果加大熱流體的雷諾系數(shù)那是可以使得污垢熱阻減少的。Vincent通過對于假設(shè)線性分布的分析明確了熱阻的線性分布。Arsenyeva通過污垢受到板式換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響的分析，總結(jié)出了污垢跟隨時間變化的方程式。Beal在污垢顆粒的形成過程進行了重點的研究，經(jīng)過研究可以得知湍流擴散、布朗運動、慣性力以及重力都是顆粒污垢沉積的主要機理，同時也知道顆粒污垢的沉積量會受到流體介質(zhì)粘性的影響。Henry經(jīng)過實驗研究表明有三種相互作用力存在于顆粒污垢的沉積過程中，這三種作用力分別是顆粒與壁面之間的作用，顆粒和流體之間的作用以及顆粒和顆粒之間的相互作用。Chamra與Webb對在強化管中液測顆粒污垢的形成進行了研究，在慣性機制與擴散機制的基礎(chǔ)上提出了半理論模型，同時對比較大的顆粒半徑分布以及濃度分布范圍進行了預(yù)測。Yiantsions通過實驗研究得到了在平行班通道內(nèi)的微米顆粒污垢的沉積特性，同時也對微米顆粒污垢對流動液體的化學(xué)物理特性以及流動之間的關(guān)系進行了研究。Stergios等通過實驗研究了平板表面的微粒，另外對化學(xué)物理的過程以及流動介質(zhì)的流動特性進行了分析，最后得出污垢的生成是會受到微小顆粒的粘性的影響的。Bott總結(jié)了在循環(huán)水中的多種微生物在換熱表面上生成的生物膜的過程以及機制。最后得到了生物膜的增長以及穩(wěn)定性和流動液體的溫度、速度以及粒子的相互關(guān)系。Vrouwenveldr經(jīng)過實驗研究證明，因為在通道的微生物可以連續(xù)得到需要的養(yǎng)分，從而在壁面堆積了大量的微生物污垢，進而就對通道里面的流體的壓降以及流速?？偨Y(jié)得到了如果想要抑制通道內(nèi)的微生物污垢不斷堆積，那就必須要先控制微生物流入需要的養(yǎng)分，然后再對通道內(nèi)的流動參數(shù)進行嚴格的控制。ManonIarakis通過實驗研究發(fā)現(xiàn)對于微生物污垢的生成的主要原因并不是生物膜上的正常壓降的變化，然而決定微生物污垢生成的主要原因是微生物的總數(shù)以及ATP。Swartzel把牛奶當作流體的時候。流體在管殼式換熱器內(nèi)的污垢沉積情況，通過試驗可以得到了牛奶污垢熱阻跟蒸汽溫度和溫度之間的相互關(guān)系。

1.4污垢的研究方法

國內(nèi)在的一些學(xué)者對換熱面的污垢沉積做了很多研究，另外還總結(jié)出了一系列的研究方法。人們對這些研究方法不斷的創(chuàng)新和改善，使得其成為了具有科研意義的研究手段，這些研究方法分為三種，分別是:實際應(yīng)用研究、實驗室研究以及數(shù)值模擬研究。

實際應(yīng)用研究就是對生活中的工業(yè)各種設(shè)備運行做模擬實驗，這個方法的運行工況和實際工業(yè)工況是跟接近的，因此這個實驗結(jié)果是有很好的實踐指導(dǎo)意義的，然而這個研究方法需要投入大量的人力以及物力，需要的費用也很大。但是這個方法比實際應(yīng)用研究方法不僅容易控制，而且也縮短了試驗周期，同時對污垢機理的研究以及理解做了很大的貢獻。隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和不斷創(chuàng)新以及數(shù)值計算的不斷改進，數(shù)值模擬也能夠在污垢機理的研究上得以成功地應(yīng)用。污垢的數(shù)值模擬就是把計算流體動力學(xué)和數(shù)學(xué)模型進行相結(jié)合，再通過計算機把污垢沉積過程中的溫度場、流場以及濃度場做多場耦合處理，然后對污垢的沉積過程進行實驗?zāi)M。這個研究方法需要時間比較短而且成本低，受到越來越多的人應(yīng)用，但是使用這個方法的前提就是需要大量的實驗數(shù)據(jù)。因此，我們需要同時使用以上的三種方法對污垢研究過程中的污垢機理形成做研究，這樣我對于換熱器的傳熱受到污垢的影響才有更加全面的理解以及認識。 1.5研究內(nèi)容

因為污垢的形成過程中包括了大量的化學(xué)變化和物理變化，所以污垢在換熱表面的形成過程是非常復(fù)雜的。我們基本都是通過實驗的方法來研究污垢的，因為污垢的沉積過程是非常緩慢的，所以實驗研究需要很長一段時間，相應(yīng)地對于污垢的研究很難做到非常全面。本課題基于總結(jié)析晶污垢模型，經(jīng)過模擬的形式得到在不同的換熱管道內(nèi)部的析晶污垢的每一項結(jié)果，研究影響析晶污垢的因素。主要內(nèi)容有:

1根據(jù)析晶污垢的沉積過程，結(jié)合連續(xù)性方程、動量方程、能量方程，把污垢的沉積過程通過Fortran計算需要進行描述，編寫出污垢的沉積量的計算程序，同時通過數(shù)值模擬軟件進行計算。

2通過改變圓管、矩形通道的入口流速、濃度、壁溫以及入口溫度，對污垢沉積受到流動工況的影響進行研究。第二章數(shù)學(xué)模型與計算方法的研究根據(jù)各守恒定律，需要分別建立能量方程、動量方程、連續(xù)性方程以及傳質(zhì)方程，同時需要將每個方程相互聯(lián)立。以上的方程通用形式為：(2-1)對于每個變量的廣義擴散系數(shù)和源項分別是：對于速度u,v,w:（2-2）對于矩形通道動量方程的源項是：（2-3）（2-4）（2-5）對于是圓柱形通道動量方程的源項是：（2-6）（2-7）+（2-8）（2-9）是按照實際的情況處理的，本課題沒有工況熱源對于C而言：（2-10）Sc如果按照實際情況處理，本課題的工況濃度就沒有源項。對于K而言：（2-11）（2-12）2.2.1析晶污垢沉積過程物理模型含有鈣離子的無機鹽就是一種含有反常溶解度的微溶鹽，因此，它的飽和溶解度是會隨著溫度的升高而降低。因為要考慮到所在的物理環(huán)境，壁面上以恒定的溫度對于管道里面的流體進行加熱，那么管道內(nèi)的無機鹽的飽和濃度肯定是會隨著壁面上的距離的減小去降低，所以，使得壁面上的無機鹽溶解度到達最小的值。下面以硫酸鈣以及碳酸鈣為例子，CaSO4反應(yīng)是:CaCO3反應(yīng)是：無機鹽在壁面上和流體以晶體的形式析出來后，將會黏在換熱面上形成污垢。因為晶體析出后，壁面上所對應(yīng)的無機鹽離子濃度就會減少一些。因此在接近主流區(qū)域和壁面區(qū)域之間就會形成濃度梯度，所以假設(shè)壁面上的溶液濃度為飽和濃度是CS。假設(shè)溶液里面的無機鹽只有在壁面才能析出來，那么從主流區(qū)域到壁面只有傳質(zhì)過程。 2.2.2析晶污垢中表面沉積模型從形成析晶污垢的陰陽離子都是通過不斷的擴散和對流的相互作用，都是從主流區(qū)運輸?shù)奖诿娓浇龅?。其濃度梯度傳輸動力是：?-13）根據(jù)konsk的研究顯示：流體溶液在換熱表面上析出來的晶體的過程是跟換熱面接近的溶液中參與化學(xué)反應(yīng)的陰陽離子的數(shù)量是有著直接關(guān)系的，因此沉積率也可以表示為：(2-14)KR就是表面上反應(yīng)速率的常數(shù)。但是可以使用Arrhenius這個方法來計算：(2-15)上式子中的KR0是反應(yīng)常數(shù)，E則是反應(yīng)的活化能：（2-16）（2-17）上面式子中的Tf是表示污垢層表面的溫度。Cs是飽和濃度，則關(guān)于溫度的函數(shù)是：(2-18)假設(shè)被需要傳輸?shù)竭€熱表面的離子都是參與了沉積反應(yīng)的，那么往后需要將（2-14）和（2-15）聯(lián)立起來，相應(yīng)界面上的未知濃度Cf將會被消除后，沉積率則可以表示為：(2-19)上面式子中的就是總濃度梯度：2-20)上面式子中的sherwood數(shù)和擴散系數(shù)就決定了對流傳質(zhì)系數(shù)：（2-21）sherwood數(shù)由以下的半經(jīng)驗公式計算：（2-22）其中的雷諾數(shù)是:(2-23)其中施密特數(shù)是：(2-24)水的溶液擴散系數(shù)是由Lammers的模型來計算的。則這個模型會將擴散系數(shù)描述為溫度與濃度的函數(shù)：（2-25）上面式子中的系數(shù)的取值如下所示：析晶污垢的剝蝕率模型是：（2-26）上面式子中的u是流體的平均速度，但是卻是流體的主流速度。P表示晶體之間的附著力；K表示的是在污垢層內(nèi)的錯誤點的數(shù)量，通常都是常數(shù)。（2-27）其中Pf表示的是污垢層的平均密度。表示的是污垢層內(nèi)的熱應(yīng)力。表示的是先行擴散系數(shù)，表示的是污垢層內(nèi)懂得溫度梯度。由相關(guān)文獻可以知道，CaSO4析出來的晶體的平均半徑是36微米，CaCO3析出來的晶體的平均半徑是7.43微米。2.2.4析晶污垢熱阻洗凈污垢的生長過程中，流動的通道內(nèi)部的空間的相關(guān)數(shù)據(jù)也會發(fā)生相對應(yīng)的變化。所以在模擬的過程中一整個流場的幾何特性都需要進行相應(yīng)的改變。本課題采用晶體層去描述洗凈污垢的生長過程。下圖是流道內(nèi)部污垢生長的示意圖，用R表示流道的半徑。是出示入口的平均速度。在初始階段，晶體層是還沒有能夠產(chǎn)生的，而且換熱表面上的平均速度是等于平均的入口的速度的。在初始的時間段到下一計算時間點之間的時段內(nèi)，入口的速度必須維持不變同時要等于初始入口速度，列如下所示：（2-28）圖2-1模擬晶體生長原理演示如果在實際的情況之中，晶體污垢層的厚度的增長就是發(fā)生在一定的循環(huán)時間后面的，如圖2-1左邊的部分顯示。但是對于實際情況的計算過程中，需要把模型改為晶體層生長來描述，列如2-1左邊部分顯示。如果隨著時間的計算，析晶污垢將會開始慢慢生長，而且入口的橫截面積也會減少，流動速度也會有一定的增長。同時根據(jù)連續(xù)性的條件，主流區(qū)的流動速度也會增大。在模擬污垢沉積的時間段內(nèi)，入口速度大小是根據(jù)晶體層的厚度的值而確定的。（2-29）析晶污垢層的厚度是可以根據(jù)一整個通道內(nèi)部的單位面積的沉積質(zhì)量以及污垢層密度的主要關(guān)系去進行求解來的，如下式子所示。（2-30）因為析晶污垢層能夠在換熱表面上不斷的生長，所以換熱面上的平均流動速度一定要進行實時的修正，除了要做到以上的以外，還需要對流通的橫截面積的變化對水力直徑所產(chǎn)生的影響進行考慮。與此之外，因為污垢晶體層是屬于導(dǎo)熱的傳熱一種方式，這種情況和為沉積之前的對流換熱是相差甚遠的，因此還需要對析晶污垢層的熱阻對溫度場的影響進行考慮。到了這里為止，析晶污垢沉積之后面對速度場以及溫度場的改變原因差不多了。在全部的數(shù)值計算過程中，最開始需要對流場、濃度場以及溫度場去進行計算的。這樣就能夠把計算出來的速度、濃度以及溫度代入析晶污垢沉積模型之中，計算出污垢的沉積率以及剝蝕率。析晶污垢的沉積率是指在單位時間內(nèi)、單位面積內(nèi)污垢層沉積和剝蝕共同作用的結(jié)果。它們的關(guān)系是沉積率與剝蝕率的差，如下表示:（2-31）在時刻，單位表面積的結(jié)晶量就是在t時刻的單位面積總量和在時間步長內(nèi)計算出來的結(jié)晶量的和，如下表示：（2-32）因為在污垢的沉積過程中，初始階段析晶污垢的沉積數(shù)據(jù)變化的幅度是比較大的，后面階段的變化幅度是比較小的。所以，本課題在模擬過程中所采用的兩種時間步長，在一開始的24小時的取值是600秒以及其余時間段的取值是3600秒。2.3網(wǎng)絡(luò)劃分與無關(guān)性驗證2.3.1二維網(wǎng)格劃分把模型去進行網(wǎng)絡(luò)劃分是計算區(qū)域離散化的首要步驟，它的本質(zhì)就是使用一組有限個離散的空間去代替原本的連續(xù)的空間，離散化以后的空間網(wǎng)格以及時間步長，能夠為后面的微分方程進行離散化求解做好一定的基礎(chǔ)。本課題主要是采用控制容積積分的方法對微分方程進行離散化并且導(dǎo)出離散方程。根據(jù)被模擬的物理模型的特點，本課題所采用的結(jié)構(gòu)掛網(wǎng)格來把計算區(qū)域進行離散化。第一，本課題的計算區(qū)域是規(guī)則的，所以選擇結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格很方便的。第二，跟非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格想比較，結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格對于方程及離散化更加簡潔。本課題所需要選擇的區(qū)域離散化方法B作為區(qū)域離散化方式，首先需要的是定界面，然后在定節(jié)點位置。為了防止發(fā)生速度跟壓力失偶的現(xiàn)象，本課題所采用的交叉網(wǎng)格去計算。在二維的交叉網(wǎng)格上，速度與壓力就是分別能夠儲存在三套不同的網(wǎng)格上面的，如圖a所顯示，圖中的網(wǎng)格分別儲存的是濃度、溫度以及壓力等重要的標量信息，信息節(jié)點是儲存在網(wǎng)格中心點上的。而圖B是儲存主流方向速度信息的網(wǎng)格，信息主要存儲在壓力控制容積的東面和西邊的界面上。圖C就是存儲垂直于主流方向速度的信息網(wǎng)格，主要信息存儲愛壓力控制容積法人南和北面的界面上?？梢詮乃疽獾膱D上看出來，速度的矢量信息存儲在一條線上的卻不是在儲存在一個點上的。在柱形坐標非均分交叉網(wǎng)格中進行模擬過程，其中壓力和速度的計算中是使用速度和壓力耦合的SIMPLER算法的。為了使得壁面上的沉積污垢的計算大大提高準確性，本課題在原本的網(wǎng)格劃分的密度的一定基礎(chǔ)上，又把臨近的壁面處的網(wǎng)格進一步加密。因為要考慮網(wǎng)格密度對于矩形通道的計算結(jié)果的影響，所以選擇的工況時入口溫度是300K、濃度是3.0以及入口速度是0.3m/s的CaSO4過飽和溶液去進行數(shù)值模擬。下圖是把污垢熱阻作為求解的目標，進行了劃分網(wǎng)格的無關(guān)性驗證。當劃分的網(wǎng)格數(shù)從40*20到達60*40的時候，使得模型的計算精確度大大提高。這個事實充分說明了吧劃分的網(wǎng)格進行加密對于模擬計算結(jié)果是有很大的影響的。但是當下圖中的網(wǎng)格數(shù)量的不斷進行增加，精確度的增長幅度并沒有很明顯的變化。當劃分網(wǎng)格數(shù)在60*40左右時，如果繼續(xù)進行加密網(wǎng)格，則可以看出這對于模型的計算的精確度并沒有很好的提升。所以，考慮本課題以及上述的因素，本課題選擇的網(wǎng)格密度是90*40。2.5流場計算以及求解方法2.5.1計算方法SIMPLE算法是指求解壓力耦合方程的半隱式的方法，它是以壓力修正方法為主要方向，這種方法在全世界的模擬計算中得到非常成功的應(yīng)用。其中修正的方法包括有SIMPLER算法、SIMPLEX算法、SIMPLEC算法等算法。力修正發(fā)指的是計算壓力場及速度場時，分別把壓力和速度的初始場給出來，對壓力進行修正，使得修正之后的壓力場能夠計算出滿足連續(xù)性方程的速度場。本課題選擇目前CFD程序中比較主流的SIMPLER算法，因為這一算法能夠使得求解的速度與壓力同時滿足連續(xù)性方程和動量方程。SIMPLER算法是SIMPLE算法的基礎(chǔ)之上發(fā)展出來的優(yōu)化算法。以下就是SIMPLER算法中經(jīng)常使用的方程：動量離散方程（壓力方程）：（2-33）（2-34）式子中的Ae(pp-pE)表示的是相應(yīng)的壓力合力其中（2-35）因此動量離散方程也可以表示為：（2-36）類似地：（2-37）（2-38）上面式子中的b表示的是源項中不包括P在內(nèi)的常數(shù)部分。（2-39）連續(xù)性方程離散形式是：（2-40）聯(lián)立壓力方程以及連續(xù)性方程，并且整理為相關(guān)壓力的方程式:（2-41）上面式子中（2-42）（2-43）（2-44）（2-45）（2-46）（2-47）（2-48）（2-49）（2-50）聯(lián)立修正壓力方程以及修正連續(xù)性方程，并且整理為修正壓力的方程式：（2-51）其中（2-52）其中速度修正方程為：（2-53）以下是SIMPLER算法的計算步驟：假定速度場，計算系數(shù)b以及假擬速度;聯(lián)立求解壓力方程以及連續(xù)性方程，求解得到由上面步驟求解出來得出求解動量離散方程，得到值；有上面一步求解出來的聯(lián)立求解壓力修正方程以及連續(xù)性方程，得到；將上一步中求解出來的代入中，得到，但是只修正速度不修正壓力；將作為本層的速度場，在進行下一層的迭代。第三章運行工況對析晶污垢沉積的影響3.1圓管內(nèi)運行參數(shù)的影響3.1.1流速影響影響模擬的結(jié)果的主要的因素是入口的流動速度。入口的流動速度的變化，并不是單單的對整個管道等的流場的改變，而且還會間接性的對傳熱與傳質(zhì)產(chǎn)生影響，最后就會對污垢的沉積產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)速度的工況，本課題是可以通過對云圖的顯示來觀察不同的進口速度對速度場的影響。進口速度的變化給速度場帶來的影響如下圖3-1所顯示。在主流區(qū)中，進口速度跟流動速度基本是相同的。因此，從主流區(qū)到達近壁面區(qū)的速度有一定的下降，這是符合實際的情況的。(a)入口速度0.3m/s(b)入口速度0.5m/s(c)入口速度0.7m/s(d)入口速度1.0m/s(e)入口速度1.2m/s(f)入口速度1.5m/s圖3-1不同入口速度下的速度云圖Fig.4-1Thevelocitycloudpictureindifferentinletvelocity下圖3-2是各個不同的入口的流動速度對于析晶污垢的沉積的影響曲線。圖a、b、c、d分別顯示的是各個不同的入口流動速度的條件下的剝蝕率、沉積率、凈沉積率和析晶污垢熱阻隨著時間變化的曲線。各入口速度工況剝蝕率曲線(b)各入口速度工況沉積率曲線(c)各入口速度工況凈沉積率曲線(d)各入口速度工況污垢熱阻曲線圖3-2速度工況沉積特性曲線Fig.4-2Thedepositioncharacterinvelocityworkingcondition我們可以從圖3-2（a）看出因為流速的改變剝蝕率也會隨著時間的改變的曲線的改變趨勢，剝蝕率因為流速的改變的規(guī)律顯得非常明顯：流速越大，那么析晶污垢的沉積率也會越大。那么可以從剝蝕率的模型看得出來，剝蝕率和流動速度的平是成正比的，同時也跟污垢層的厚度成正比。通過剝蝕率跟流速的平方成正比可以知道，流動速度的增大也會直接的影響剝蝕率的增大的。主要導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是流速的增大就會增大流體對于污垢層的剪切作用以及沖刷作用。又通過前面的講述可以知道，隨著流速的增大就會相應(yīng)地增大污垢的沉積率大小。因為析晶污垢的沉積過程中都是開始先沉積后剝蝕的，那么剝蝕的作用并沒有發(fā)生以前，污垢的沉積率的增大就會影響析晶污垢層厚度的增大，析晶污垢層的厚度的增大也會影響剝蝕率的增大。我們可以從圖3-2（b）的顯示的沉積的變化趨勢看得出來，如果隨著入口的流動速度的逐漸增加，析晶污垢的沉積率也是會增加的。同時，每一根曲線的趨勢也都是慢慢的減小的。在析晶污垢的前100個小時之內(nèi)，我們可以看得出來，圖中的每一根曲線都是十分接近的，同時幾根高流速的曲線也呈現(xiàn)出來了重合的現(xiàn)象，但是幾根表示低流速的的曲線有著十分小的差距。而在析晶污垢沉積的100個小時以后的時間內(nèi)，表示低流速的幾根曲線的差距就慢慢明顯起來了，而且流速越高就會出現(xiàn)沉積率越大的現(xiàn)象。實際上我們可以將圖（b）中的六根曲線分為兩大類型。其中的0.3m/s-0.7m/s曲線表示的是低流速的曲線，另外的三根曲線表示的是高流速的曲線。我們可以通過這兩類曲線明顯地觀察出來。通過對這兩類曲線是可以明顯看得出來，在低流速的三根曲線之間的差異是明顯的大于高流速的三根曲線。通過這足以說明，增大流速是可以增大析晶污垢的沉積率的。但是隨著流速的增大，沉積率的增大程度是會慢慢的變小的。我們可以從析晶污垢的沉積率模型這角度細想可以發(fā)現(xiàn)，是正比于sh的，sh是正比于Re的0.875次方的。傳質(zhì)系數(shù)也會隨著流速的增大而增大，所以析晶污垢的沉積率才會流速的增大而增大。

圖3-2（C）中顯示的是不同的流動速度下析晶污垢的沉積率因為時間的變化的曲線。通過圖3-2（C）可以非常明顯的看出析晶污垢的沉積率隨著流速的變化規(guī)律。在圖里面的每根曲線全部都是沉積率和剝蝕率的差值而得到的曲線。即使析晶污垢的沉積率跟剝蝕率全都會因為流速的增大從而增大，但是總的污垢沉積程度，也就是凈沉積率，相反的是會隨著流速的增大從而減少的。那么我們可以從另一面可以說明了剝蝕率隨著流速的增大的速度就會遠大于污垢沉積率因為流速的增大速度。但是跟污垢沉積曲線相似，凈沉積率也是呈現(xiàn)出了高流速曲線之間的差異并不是特別明顯的這一特點。那么這說明了隨著流速的增大析晶污垢的總沉積速率是會相應(yīng)的減小的，但是這一種慢慢減小的趨勢的情況是會因為流速的增大從而慢慢地減弱的。圖3-2（d）所顯示的是不同的流動速度下析晶污垢的熱阻隨著時間的變化曲線。析晶污垢的熱阻的改變的最主要原因也就是析晶污垢層等的厚度的改變。析晶污垢的沉積越來越厚，污垢的熱阻就會越來越大。通過圖3-2（a）我們可以清楚的看出，跟凈沉積率相似的，隨著流動速度的增大析晶污垢熱阻的變化規(guī)律也會跟著減小的，但是這種減小的趨勢是會因為流動速度的增大從而慢慢地減弱的。同時，通過觀察每一根曲線還可以發(fā)現(xiàn)，每條曲線的斜率的變化也是有一定的差異的。流動速度越大，那么曲線的斜率變化也會越來越快，污垢熱阻到達穩(wěn)定值就會需要的時間越來越短。析晶污垢的沉積過程中最后的沉積效果就是剝蝕跟沉積的共同的作用結(jié)果。通過圖3-2（d）可以看出，增大圓管內(nèi)的工質(zhì)的流動速度，的確是可以明顯的降低析晶污垢的熱阻。那么這析晶污垢熱阻慢慢地減小的趨勢，是因為剝蝕率和沉積率這兩種趨勢合并起來的所顯示出來結(jié)果。3.1.2壁面溫度影響以下的是在不同的壁面溫度下計算而得到溫度場分布圖。因為析晶污垢是在壁面附近沉積的，因此析晶污垢的沉積受到壁面溫度的影響是比較大的。通過下圖可以知道，通過提高壁面的溫度，就會普遍提高整個溫度場。如果壁面的溫度越來越高，那么就會使得出口溫度越大。另一方面，如果提高壁面溫度，就會使得在垂直壁面的方向的溫度梯度增大，這也會增加在壁面溫度附近的析晶污垢層的內(nèi)部的溫度梯度。壁面溫度315K(b)壁面溫度320K壁面溫度325K(d)壁面溫度330K(e)壁面溫度335K(f)壁面溫度340K圖3-3壁溫工況溫度云圖Fig.4-3Thetemperaturecloudpictureindifferentwalltemperature下面的圖3-4所呈現(xiàn)的是在不同的溫度工況條件下計算出來的平均剝蝕率、平均沉積率、凈沉積率以及污垢熱阻的顯示圖。通過圖3-4可以清楚地知道，因為壁面溫度的逐漸變化，剝蝕率以及沉積率的改變都是有相同的趨勢的。不同壁面溫度下沉積率曲線(b)不同壁面溫度下剝蝕率曲線(c)不同壁面溫度下凈沉積率曲線(d)不同壁面溫度下污垢熱阻曲線圖3-4壁溫工況沉積特性曲線Fig.3-4Thedepositioncharacterinwalltemperatureworkingcondition通過沉積率的模型可以知道，濃度差就是沉積率變化的主要原因。受到壁面溫度的變化的影響流體溫度場也會隨之變化，這也會改變在壁面附近的溶液的飽和濃度。因為CaSO4就是一種有反常溶液解度的硫酸鹽，如果管道壁面溫度越高，那么溶液的飽和濃度也會越來越低，最后就會使得壁面溫度的提高，溶液的濃度差也會隨之升高。與之相關(guān)地，如果溶液的濃度差提高那么污垢的沉積率也會提高，綜上所述，壁面的溫度提高那么沉積率也會升高，如3-6（a）圖所顯示?？墒歉S著析晶污垢的慢慢沉積，對于顯析晶污垢層的熱阻作用就會慢慢地顯示出來，接著就會是使得析晶污垢層的溫度差增大，而在壁面附近的流體溫度也會慢慢地降低，最后因為溫度的降低使得污垢的沉積率也會降低。通過上面的詳細分析可以知道，如果提高壁面的溫度，就會降低溶液相對應(yīng)的飽和濃度，這就使得濃度差就會越大，沉積率也會越大，那么污垢的沉積速度也會越來越快。因為析晶污垢的沉積速度越大，就會使得析晶污垢層的厚度的增長速度也會越來越大，這也會加大析晶污垢的熱阻效果增加速度，同時增大在管道壁面區(qū)的流體的降溫速度。在上面的這兩種反向的作用下使得污垢的沉積率曲線在最終到達平穩(wěn)的趨勢。通過3-4（a）圖可以清楚地知道，因為上述的這兩種反向作用的調(diào)節(jié)下，圖中的六根曲線平穩(wěn)的位置差不多相同，需要到達平穩(wěn)時間也差不多相同。通過剝蝕率的模型可以知道，沉積厚度Xf、流速u和垢層溫度差都是剝蝕率變化的主要推動力，沉積厚度體現(xiàn)的是析晶污垢的沉積物本身的沉積特性跟隨著沉積厚度的改變的作用，流速體現(xiàn)的是流體對沉積物的剪切作用，而污垢層的溫度差體現(xiàn)的是熱應(yīng)力的作用。因此我們可以清楚地知道，如果流速越來越大，流體對析晶污垢層的沖刷作用就會更加劇烈，剪切的作用也會更加強烈。但是跟隨著污垢沉積厚度的逐漸增長，流體管道也會變得越來越窄，這也會使得流體的流速慢慢增大，進一步加強了剪切作用。另外一方面，因為析晶污垢的本身特性可以知道，在硫酸鈣析晶的縱切面詳細觀察知道，析晶污垢層的致密程度地不一樣的。因為析晶污垢熱阻跟污垢厚度是成正比的，因此能夠在圖3-4（d）看得出來在不同的壁面溫度條件下的析晶污垢層的厚度。很明顯地知道，如果管道壁面越來越高，析晶污垢層的厚度也越厚，析晶污垢層的溫度差也會越大，這就顯得因為熱應(yīng)力導(dǎo)致的剝蝕作用就會更加強烈。通過上面的原因清楚地知道，如果壁面的溫度越高，那么剝蝕率也會越大。而圖3-4（b）就很好地證明了這個結(jié)論了。上面的圖3-4（c）就是在不同的壁面溫度條件下的析晶污垢凈沉積率曲線。我們可以從圖中的曲線很直觀地知道了析晶污垢沉積受到壁面溫度的總體影響。通過圖3-4（c）能夠清楚地看出來，如果壁面溫度越來越高，那么析晶污垢的沉積初始速率也將會越大，但是與之相對應(yīng)的析晶污垢的沉積率的下降速度也會更加快，同時六根曲線到達穩(wěn)定的平衡狀態(tài)所需要的時間也是差不多相同的。上面的圖3-4（d）顯示的是析晶污垢熱阻的變化曲線。通過圖3-4（d）能夠清楚地知道，如果壁面的溫度越高，析晶污垢的熱阻也會越來越大，同時析晶污垢的熱阻在初始階段的上升期，圖中的每根曲線斜率的大小也會跟著壁面溫度的變化而變化，此外，如果壁面溫度越高，圖中的曲線到達平穩(wěn)的狀態(tài)所需時間也就越短，但是低壁面溫度的曲線就會逐漸地到達平穩(wěn)值。這也就是說，如果壁面溫度越高，洗凈污垢的熱阻到達穩(wěn)定狀態(tài)所需時間也就越短。3.1.3濃度的影響工質(zhì)濃度的改變是會導(dǎo)致圓管內(nèi)額濃度場的改變和傳質(zhì)濃度差值的變化。由改變?nèi)肟诘臐舛?，我們就能夠得到濃度改變析晶污垢的沉積特性的機理。a)進口濃度3.0kg/m3濃度場云圖b)進口濃度3.2kg/m3濃度場云圖c)進口濃度3.4kg/m3濃度場云圖d)進口濃度3.6kg/m3濃度場云圖e)進口濃度3.8kg/m3濃度場云圖f)進口濃度4.0kg/m3濃度場云圖圖3-5濃度工況濃度云圖Fig.4-5Theconcentrationcloudpictureindifferentconcentration上圖的3-5在相同的入口的濃度條件下圓管里面的流體的濃度場。在上面的濃度場都是以5.1節(jié)介紹的邊界條件計算來得到的。因為上邊界是恒定的壁面溫度，同時析晶污垢在壁面附近析出來并且沉積，所以壁面的濃度設(shè)置是相界面出的溫度相對應(yīng)的飽和濃度。所以上界面跟主流區(qū)就會存在了濃度差值。那么就根據(jù)這個濃度差為動力來進行傳質(zhì)，主流區(qū)的比較高的濃度區(qū)的溶質(zhì)慢慢地向壁面處進行了傳質(zhì)，最后就能夠得到上面的濃度場云圖。我們可以從圖3-5可以看出來，主流區(qū)的出口濃度相對于入口的濃度降低的并不是特別多。那么由上圖可以知道，主流區(qū)的出口的濃度相對于入口的濃度降低的值跟隨著入口的濃度升高從而慢慢增大。通過入口的濃度3.0kg/m3的工況來降低的大概是0.04kg/m3到達入口的濃度4.0kg/m3的工況大概降低的0.4kg/m3,主流區(qū)的出口濃度相對于入口的濃度的減少的量跟隨著入口的濃度升高從而慢慢地提升起來。這主要是因為上面的六個工況中跟相界面的溫度相對應(yīng)的邊界濃度都是相等的，但是入口的濃度升高，那么相對應(yīng)的主流區(qū)跟相界面附近的濃度差就會相對應(yīng)地提高，結(jié)果就引起傳質(zhì)的加強，最后導(dǎo)致主流區(qū)的出口濃度減小量的逐漸增大。不同入口濃度的沉積率曲線(b)不同入口濃度的剝蝕率曲線(c)不同入口濃度的凈沉積率曲線(d)不同入口濃度的污垢熱阻曲線圖3-6濃度工況沉積特性曲線Fig.3-6Thedepositioncharacterinconcentrationworkingcondition圖3-6（a）是不同的入口濃度條件下計算得到的析晶污垢的沉積率的對比圖。通過圖3-6（a）能夠看出，比較高的入口濃度計算出來的沉積率是要遠遠高于低濃度的入口濃度向?qū)?yīng)的析晶污垢的沉積率。根據(jù)析晶污垢的沉積率模型，管道內(nèi)的析晶污垢的沉積率跟管道內(nèi)的濃度梯度和流動速度和相界面附近的溫度都是有相關(guān)的聯(lián)系的。那么在初始的時期相界面是不會有析晶污垢的沉積率的，這時候是因為壁面的溫度是一樣的，相界面就是管道的壁面跟流動液體的的界面。因此管道的壁面溫度就是上界面的溫度。因此六個工況在初始時期上界面的溫度以及飽和的溫度都是一樣的。在析晶污垢開始要沉積的階段，比較高的溶液濃度，最開始就是增大了流動液體等的主要流動區(qū)域的濃度，但是因為邊界濃度就是飽和濃度同時也都是一樣的，因此比較高的入口濃度那是能夠直接地升高主流區(qū)跟相界面上的濃度差。這就引發(fā)了在污垢沉積一開始的階段，比較高的入口濃度的污垢濃度那是眼遠高于比較低的入口濃度的沉積率。但是跟隨著析晶污垢的沉積繼續(xù)積極地進行著，析晶污垢的沉積率皆都呈現(xiàn)出了不同程度地逐漸下降。通過上圖可以知道，入口的濃度逐漸地提高，那么污垢的沉積率的曲線下降的速率也就越快。因為比較高的入口的濃度的析晶污垢的沉積率相對于低入口的濃度要高，因此低入口的濃度是要低于高入口的濃度的單位時間污垢的沉積率。那么這就很明顯地知道濃度越來越高，單位時間內(nèi)析晶污垢的沉積率就會越來越厚。同時這個時候從管道壁面上的相界面將改變?yōu)槲酃笇拥谋砻?。這就很明顯地知道，如果析晶污垢層越厚，那么污垢層的熱阻也就越大，跟之相關(guān)的相界面附近的溫度也就會越來越低。相界面附近的溫度逐漸降低，這就引發(fā)了析晶污垢沉積附近的飽和濃度將會升高，與之相關(guān)沉積率的模型中的濃度差也就跟著其相應(yīng)地減小，最后也就引發(fā)了污垢沉積率的下降。因為低入口的濃度的污垢沉積率的速度是要低于高入口的濃度的污垢層增長的速度的，那么低入口濃度的污垢沉積率曲線的下降速率那是要遠低于高入口濃度的污垢沉積率的曲線的下降速率。如果析晶污垢的沉積率達到了穩(wěn)定的階段的時候，那么析晶污垢的的沉積率就會降到了最低值，同時也將會保持在穩(wěn)定的趨勢。那么這個時候的入口濃度產(chǎn)生的差異也就沒有那么明顯了，這就顯得六條曲線將會基本重合。圖3-6（b）就是不同的入口濃度的條件下計算出來的剝蝕率的比較圖。通過剝蝕率的模型知道，不一樣的入口濃度將會影響到跟之相關(guān)的剝蝕率的原因一直是流速、沉積厚度和污垢層的溫度差。隨著入口濃度的增大，那么污垢測沉積量以及沉積率都會增大，最終污垢層的厚度也會增大。因為污垢層的厚度的逐漸增加，這就引發(fā)了析晶污垢剝蝕率的逐漸提高。另外，厚度的逐漸增加，這就使得管道內(nèi)等的工質(zhì)流速也逐漸增加，同時也加大了流動液體對于污垢層的沖刷的作用，最后使得剝蝕率逐漸增加。另外一方面，隨著析晶污垢層的厚度逐漸增加，這就使得污垢層內(nèi)的溫度差的增加，最后就導(dǎo)致了污垢層的熱應(yīng)力項的逐漸增加。通過上面的原影音綜合起來，這就足以說明剝蝕率的曲線就會隨著入口濃度的逐漸增加而增大。上面的圖3-6（c）就是在不一樣的入口的濃度等的條件下計算而得到的污垢凈沉積率的比較圖，通過對圖3-6（c）和圖3-6（b）以及跟圖3-6（a）的比較從而知道，析晶污垢的凈沉積曲線與沉積曲線那是非常的相似的，也就從低入口濃度曲線中才會能夠看得出來有細微的差別，而在高入口濃度的曲線中那是非常難分辨這其中的差異的。通過上述可以知道，剝蝕率與沉積率在數(shù)值上面那是存在一定的差距別的。沉積效果受到剝蝕率的影響那是非常小的。所以析晶污垢的沉積率跟凈沉積率的主要特性是十分相似的。上面的圖3-6（d）就是在不一樣的入口濃度的條件下計算而得到的析晶污垢熱阻的比較圖。由圖3-6（d）中都可以很清楚地知道析晶污垢熱阻受到入口濃度的影響。通過圖3-6（d）可以清楚地知道，跟隨著入口的濃度的提高，而析晶污垢熱阻慢慢增大。通過前面所講述的，隨著入口濃度的提高，就會引發(fā)析晶污垢的凈沉積率增大，那么污垢的沉積率的厚度也會跟著增大，最后就會影響析晶污垢的熱阻增大。由此可知，如果想要減小析晶污垢的熱阻，那就非常有必要降低溶液內(nèi)的溶質(zhì)的濃度。3.1.3入口溫度的影響。圓管內(nèi)額析晶污垢的對于受到進口溫度的變化所帶來的影響那是不能夠忽視的。一開始在圓管道內(nèi)的工質(zhì)中的析晶污垢沉積的過程之中，入口的工質(zhì)溫度的變化不單單能夠影響到管道內(nèi)的傳質(zhì)過程，同時也會對管內(nèi)的溫度場的分布產(chǎn)生影響，最后就會使得管內(nèi)的傳質(zhì)系數(shù)產(chǎn)生變化。然后就是影響溫度場的分布的原因就是入口溫度的變化，同時也是間接