换热器的颗粒污垢积聚会引发燃料消耗,导致流动阻力和维护成本支出增加等一系列问题。目前应对换热设备颗粒污垢的方法仍然十分有限。改性表面技术的发展为抑制换热设备颗粒污垢的积聚提供了新的思路。本文采用化学复合镀的方法在尺寸为（30×30×0.2）mm3的316不锈钢试样上制备Ni-P-TiO2复合纳米改性表面,并对该表面的表面性能进行分析。在室温下,通过在冷却水中加入粒径为50nm、浓度为1g/L的MgO颗粒以模拟颗粒污垢介质,开展了Ni-P-TiO2复合纳米改性表面静置MgO颗粒污垢实验。在静置实验中,实验得出了不同TiO2浓度的Ni-P-TiO2复合纳米改性表面与污垢附着量的关系;利用接触角测试仪测定了Ni-P-TiO2复合纳米改性表面的接触角并计算其表面自由能,结合静态实验结果,以扩展的DLVO理论为基础,得到了使颗粒污垢吸附积聚量最少的最佳总表面能γTOT。在动态实验中,运用可实时监测板式换热器颗粒污垢生长的实验平台,开展了镀覆Ni-P-TiO2复合纳米改性表面的板式换热器传热特性和MgO的颗粒污垢特性实验研究。结果表明:在清水实验中,在不同流速下,Ni-P-TiO2复合纳米改性表面比316不锈钢换热面的总换热系数减少了9.63%～10.5%;在不同温度下,Ni-P-TiO2复合纳米改性表面比316不锈钢换热面的总换热系数减少了9.72%～12.01%;在MgO的颗粒污垢实验后,低温循环介质入口流速分别为0.1m/s、0.2m/s、0.3m/s时,Ni-P-TiO2复合纳米改性表面的污垢热阻渐近值比316不锈钢换热面的污垢热阻渐近值分别减小了27.85%、22.54%和34.41%;低温循环介质入口温度分别为30℃、35℃和40℃时,Ni-P-TiO2复合纳米改性表面的污垢热阻渐近值比316不锈钢换热面的污垢热阻渐近值分别减小了25.15%、33.18%和39.14%;MgO纳米颗粒浓度分别为100mg/L、200mg/L、400mg/L时,Ni-P-TiO2复合纳米改性表面的污垢热阻渐近值比316不锈钢换热面的污垢热阻渐近值分别减小了26.15%、24.98%和45.36%。结合表面自由能的计算结果,Ni-P-TiO2复合纳米改性表面的表面自由能小于316不锈钢表面,故本实验中得到MgO纳米颗粒的污垢热阻随表面自由能的减小而减小,与静置实验结果一致。在牺牲少量的换热系数来换取换热器的使用寿命是可取的,镀覆Ni-P-TiO2复合纳米镀层的板式换热器展现了优异的抑垢性能。