随着我国工业持续高速发展,工业用水比重逐年增加,随之而来的是水系统结垢情况,特别是在电力、化工、石油、冶金等行业尤其严重。结垢一方面会降低换热设备的传热效率,增加能源消耗,另一方面加速设备老化,产生安全隐患。因此,开展防除垢方面的技术研究,具有非常显著的社会效益和经济效益。根据电磁场理论,运动的阳离子和阴离子受到电场力和洛伦兹力的作用且阳离子和阴离子的受力方向相反。电场和磁场高频换向,使得成垢离子即钙离子(Ca2+)和碳酸根离子(C032-)所受电场力和洛伦兹力也高频换向,Ca2+和C032-高频震荡,增加了成垢离子相互碰撞结合的几率,促进形成悬浮在溶液中的CaC03晶体,避免或减少换热面上CaC03晶体的形成和生长,从而达到防垢、除垢的目的。本文对电磁场防除垢的机理进行了研究,对电磁防除垢技术中的关键理论进行了研究和数值分析,分析了晶体结构变化和不同电磁场形式对除垢效果的影响;建立了螺线管内电磁场、水体感生电流、通电螺线的电感、循环冷却水流体特征的数学模型;研究了电磁场与线圈匝数、电流、频率、螺线管尺寸等因素的关系;对处理腔中的电磁场模型进行了数值分析,研究了管壁材质、线圈匝数等参数变化对电磁场的影响以及入口流速和管径对流体特征的影响,得到了用于防垢、除垢的最佳电磁场参数和流体参数;设计了电磁防除垢信号发生装置,实现了输出定频、PWM、扫频等形式的交变方波信号的功能;模拟实际工况,设计了循环冷却水系统,对电磁场防除垢技术进行了实验研究,改变螺线管匝数、激励信号的波形与频率等电磁场参数,对各参数下的防垢率进行了对比、对经电磁处理和未经处理的水垢进行了 SEM和XRD对比分析,探究了一般工况下的最佳电磁场防垢参数,并实验验证了最佳电磁防垢参数的除垢效果。