传热传质是能源利用的一个重要方式,而换热器表面污垢的存在却大大恶化了传热的效率。更加值得注意的是,在工业废水蒸发、浓缩、回收过程中这种沉积物的恶化效果更加严重,因此,对于降膜蒸发过程中的污垢问题研究更有重要意义。本文自主设计、搭建了竖直单管降膜蒸发实验台,并在此实验台上完成了对4种测试管的传热性能和污垢沉积特征的实验,利用将实验后的管子切割后称量的方法以获得测试管内的污垢质量分布特征。本文的基本研究内容和创新性成果如下:(1)对不同流量下不锈钢光管、不锈钢粉末烧结管和聚四氟乙烯涂层管内降膜蒸发过程的换热系数进行了测量,并将不同测试管的换热系数进行了对比,探究管型对渗透率的影响,以及流量、渗透率等对换热系数的影响。(2)对不同的烧结管、光管进行加速污垢实验,以管内降膜蒸发过程的污垢热阻变化来表示其表面碳酸钙晶体的沉积曲线。探究了温度对污垢热阻和碳酸钙晶体形貌的影响,以及不同烧结管型下的渗透率对沉积物的冲刷作用。(3)对管内的光滑表面和涂层表面进行加速污垢实验,利用切割后称量的方法获得了实验后测试管内局部污垢质量的线性分布规律,研究了流速、温度以及涂层对分布规律的影响。对其进行了总结,提出了描述管内污垢分布特征的关联式,误差在±15%以内。本文所提出的利用换热介质的渗透来减少污垢沉积的方法对于管内外是同一种介质的换热器而言具有重要的现实意义;对于局部污垢质量分布的定量研究在污垢问题上是开创性的,对于换热器的抗垢设计改进具有重要意义。