污水源热泵是将污水中的低位热能通过换热技术将热量提取出来为建筑供暖的一种高效的空调系统。其中污水换热器作为污水换热的场所,是污水源热泵系统的重要组成部分。因为污水中存在大量的杂质,流动过程中极易在换热管内生成污垢,污垢会增加污水换热管的热阻,影响换热器的换热能力和污水源热泵运行效率。因此,研究如何经济有效地对换热管进行除垢,是提高换热器换热能力和维持换热器长时间稳定运行的重要方法之一。目前常见的除垢技术通常都是利用机械和化学手段进行除垢,这两种方法虽然可以有效地清除污垢,但是在除垢过程中有时会产生化学污染物,有时需要将换热设备进行停机,影响系统的正常运行。超声波除垢技术采用了物理手段进行除垢,具有效率高、费用低、无污染等优点,引起了相关人员的重视。在超声波作用下,流体内部会产生大量的空化气泡,空化气泡在破裂时会产生强大的脉冲应力,加快了污垢从管壁脱落的进程,起到了除垢效果。本文利用数值模拟的方法对超声波除垢过程进行研究,以影响超声波除垢效果的超声波参数和流体参数作为变量,研究了在不同工况下超声波除垢规律,本文的主要研究内容如下:首先介绍污垢的分类和污垢在管道内的生长过程;研究了市面上常见除垢技术,介绍了各种除垢技术的原理,分析了各自的优缺点;总结了超声波除垢数值模拟过程中用到的空化模型等数学模型并在此基础上建立了超声波声压数学模型和换热管物理模型,并进行了网格独立性验证。其次选取超声波功率、超声波频率、作用时间、空化效应等超声波参数作为变量,污水换热直管作为研究对象进行超声波除垢效果的研究,并实时记录除垢过程中颗粒污垢沉积数据和壁面剥蚀数据,经过计算得到超声波参数与除垢率的关系曲线和不同工况下污垢热阻随时间的变换曲线,通过对数据分析获得了超声波除垢的最佳的除垢功率、时间、频率。最后研究了流体参数对超声波除垢过程的影响,如流体流速、流体温度、流体粘度、颗粒粒径、等对除垢的影响,得出粘度、粒径、浓度对超声波除垢影响较大,颗粒浓度、温度对超声波除垢影响较小,并存在最佳除垢流体流速为1.2m/s。