随着暖通空调系统能耗的不断增加，建筑系统节能减排的压力日趋巨大，开发、应用新的绿色可替代能源已迫在眉睫。城市原生污水具有数量巨大、冬夏温度适宜、分布广等特点，是一种优良的可再生低位冷热源，是低碳建筑的有力支点。但由于水质原因，城市原生污水冷热源系统结垢现象严重，导致其性能低下。污垢问题已成为该系统推广应用的瓶颈问题。而污水系统的污垢属有机物软垢，不同于其他换热系统常见的结晶硬垢；在物性、形成机理及其防、除垢技术等方面均有不同的特点。本课题基于减小污垢的影响、提高系统性能的目标，运用理论与实验方法，对城市原生污水冷热源系统软垢的物理化学特性、形成机理、增长模型及其对系统的影响等展开分析；并对污水系统专用高效换热设备、满液式蒸发器、防除垢技术的开发与应用等进行研究；同时完成城市原生污水冷热源系统软垢对策及其评价体系的建立；为城市原生污水冷热源系统的推广与应用提供参考。

城市污水含有大量各类固态、液态污、杂物。各类污、杂物与污水换热设备换热面接触后，换热管表面极易形成影响系统整体性能的污垢，经研究发现该污垢为微生物垢。针对微生物垢的物理、生化特性及其对污水换热设备的影响，本课题对以下4个方面展开研究：（1）微生物垢的形成过程及机理；（2）微生物垢对污水换热设备流动、换热性能的影响；（3）考虑污垢时污水换热设备的设计与开发；（4）在线防、除垢污水换热设备的开发与设计。主要完成了以下主要研究内容：（1）微生物垢的形成包含微生物从污水到换热面、营养物质从污水到污垢的传质过程，影响微生物垢的主要因素有：污水水质、污水流速、换热面材质；污水流速与换热面材质对污垢的形成、达到平衡所需的时间、平衡厚度等有决定性影响；（2）微生物垢在换热表面的沉积对换热过程影响明显，结垢前后换热系数可减小40-60%，污垢还会导致流动截面减小，流动阻力增加，单管实验表明，结垢前后阻力增加约12%；（3）采用遗传算法对考虑污垢的壳管换热设备进行了分析与优化设计，合理的设计流速与换热管长可提高系统的经济性；（4）开发了两类在线除垢设备，一类采用可折叠管程隔板可实现多管程污水换热设备的在线除垢，另一类采用宽流道热管换热，城市污水无需经过中间换热，可直接进入热泵机组。极大的提高了系统性能。该研究工作已发表论文6篇，其中SCI检索1篇，EI检索3篇，已完成待发表论文3篇，申请发明专利3项，已获授权2项，获权实用新型专利4项，已交稿待发表专著1部，培养研究生3名。 2100433B

全书共分八章。第一章介绍了换热设备污垢的基本概念、分类，污垢耗费的估算及污垢研究简史。第二、三章讨论了各类污垢的形成过程，着重分析了影响污垢特性的主要因素，介绍了有影响的预测模型。第四章罗列了污垢监测技术、设备和污垢实验数据的采集、评价及利用。第五至八章阐明了各种防垢、抑垢和除垢对策，以及这些对策的利用和效果评价方法。书末附有美国管式换热器制造商协会（TEMA）的最新版污垢系数值和内容索引。本书的特点是内容丰富、实用、理论和应用密切结合。

第一章 概论

1.1 污垢对换热设备的影响

1.2 换热设备污垢研究的意义

1.3 污垢的分类

1.4 污垢耗费的估算（垢害的定量估计）

1.5 污垢研究简史、现状与展望

附录 生物污垢的基础知识

参考文献

第二章 污垢的形成过程与影响因素分析

2.1 污垢的形成过程

2.2 污垢形成的输运机制

2.3 污垢形成的附着机制

2.4 污垢形成的剥蚀机制

2.5 污垢形成的诱导期

2.6 污垢影响因素分析

2.7 强化传热方法对污垢特性的影响

参考文献

第三章 污垢积聚的预测（模型）

3.1 经验模型

3.2 颗粒污垢预测模型

3.3 化学反应污垢预测模型

3.4 析晶污垢预测模型

3.5 腐蚀污垢预测模型

3.6 生物污垢预测模型

3.7 凝固污垢预测模型

3.8 混合污垢的特征

3.9 气侧污垢预测

3.10 食品污垢的预测

3.11 污垢预测的概率模型

3.12 通用模型

参考文献

第四章 污垢监测及数据评价

4.1 概述

4.2 污垢监测的热学法

4.3 污垢监测的非热学法

4.4 液侧污垢监测技术

4.5 气侧污垢监测技术

4.6 现场数据的获取与利用

4.7 污垢数据的评价与利用

参考文献

第五章 防垢对策——设备投运前所采取的策略

5.1 污垢对换热器设计的影响

5.2 换热器设计时污垢数据的来源

5.3换热器设计时考虑污垢的方法

5.4换热器型式、材料和表面处理方式的选择

5.5考虑污垢时换热器的设计

5.6考虑污垢时换热器网络系统的设计

参考文献

第六章 抑垢对策——设备运行阶段所采取的策略

6.1 运行前的检查与试验

6.2 冷却水污垢的抑制策略

6.3 气侧污垢的抑制策略

6.4 运行中液侧污垢的抑制策略

6.5 考虑污垢的启停程序优化

参考文献

第七章 除垢对策——污垢形成后所采取的策略

7.1 概述

7.2 换热气的最佳清洗周期

7.3 机械清洗技术

7.4 化学清洗技术

7.5 污垢在线清洗技术

参考文献

第八章 污垢对策的评价、选用与展望

8.1 污垢对策的评价

8.2 防垢技术的评价

8.3 抑垢技术的评价

8.4 除垢技术的评价

8.5 当前对策研究的几个倾向性问题

8.6 对策选用的一般原则和实施步骤

8.7 对策技术研究展望2100433B

换热设备污垢的形成是一个有着能量、质量和动量传递的物理/化学过程，有时还伴有生物活动。污垢的存在给换热设备造成了巨大的经济损失，因此换热设备污垢的形成机制、监测和对策的研究成为节能技术的重要内容，也是传热界一直关注、亟待解决的主要问题之一。

本书基于作者近八年污垢问题的研发体会，结和500余篇国内外相关文献的研读心得，按照第一版的体系和风格，补充了相当数量新内容，原有内容也进行了部分更新和改写，篇幅扩充了一倍多，以适应污垢科技发展和工程应用的需要。

《铸造缺陷及其对策》在全国铸造学会的积极联系、指导下，于2008年9月由机械工业出版社出版了该书的中文版。《铸造缺陷及其对策》中文版出版后，受到了全国广大铸造工作者的欢迎和好评。大家感到这《铸造缺陷及其对策》图文并茂，通俗易懂地解说各种铸造缺陷，能够帮助现场的铸造技术人员及时判明他所遇到的缺陷属于何种类型的缺陷，并准确地找出缺陷产生的原因及解决方案，极具实用价值，是铸造相关技术人员的好帮手。对于从事铸造生产的人来说，铸造缺陷是无法回避而又必须解决的最大课题。为了降低铸造成本和扩大铸件的应用范围，消除铸造缺陷是极其重要的一环。如果能做到铸造零缺陷，将对提高铸件的可靠性和降低成本起到不可估量的作用。为此，日本铸造工学会成立了以早稻田大学中江秀雄教授为首的《铸造缺陷及其对策》编委会，历时三年，前后召开9次编委会，于2006年完成了该书的资料收集和编辑工作。该书的编写目的是探究各种铸造缺陷产生的原因及其对策，而且利用了X射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）的电子探针（EPMA）等先进的材料测试仪器，进行了科学的分析和解说。书中叙述了铸造缺陷的名称、分类、分析、解说，列举了181种缺陷的宏观、显微、电子显微、电子探针分析图片及文字说明，在每个案例中都对铸造缺陷产生的原因进行了分析，并给出了解决这些铸造缺陷的对策。这些案例将有助于铸造工程技术人员在解决生产中遇到的实际问题时学习和借鉴。 {zzjj}