不锈钢冷凝器污垢的形成过程

不锈钢冷凝器污垢的形成受很多因素的影响，如：质量交换、热量交换和动量交换。同是这个形成过程也是各影响因素的动态综合。另外这个过程还受到各种工况参数的影响，如：流体性质、壁温、流体与壁面的温度梯度、流体流速以及壁面状况等。污垢表现出来的增长特性与这些因素及各工况参数息息相关，但不管增长特性在数值上如何改变，对一个较初始理想清洁的不锈钢冷凝器来说污垢的形成过程都必须由如下五下阶段组成：

(1)起始阶段（诱导期或延迟时间），这是污垢形成过程的初始阶段，它为后面几个阶段提供基础。当含杂质的流体流过冷凝器换热面时这个过程就已经开始了，直至污垢能够被观测到结束。到现在为止，起始阶段是由什么样的原因引起的，还没有学者完全弄清楚，但已有人提出这是与换热接触表面有很大关系的。

(2)输运阶段，它与其它四个过程相比，输运过程是被研究得较深的一个阶段，到目前为止被认为属于输运机制的范畴有：布朗扩散（分子扩散）、湍流扩散、化学反应率支配的输运、惯性碰撞、热泳以及扩散泳等。

(3)附着阶段。当流体中的杂质（颗粒状物质）质量小到可以忽略不计时，也就是该物质所受重力也相应地被忽略掉时（这时该物质的粒径通常小于1微米），它将会附着到冷凝器换热壁面上形成污垢。所以污垢的形成至少要满足两个基本条件：首先，颗粒状物质所受重力足够小；其次，它要靠近并能附着于换热面。所以，附着阶段在形成污垢的过程中起着非常重要的作用，它与输运阶段同时发生而非独立的一个过程。

(4)老化阶段。如同轮胎上的橡胶，污垢也有其老化阶段，它伴随着污垢形成的整个过程，但在污垢增长至饱和状态时尤为突出。污垢的晶体结构发生变化，热应力大小发生改变，冷凝器壁上的污垢被溶解随液体一起带走的过程都是老化的表现形势。

(5)剥蚀阶段。剥蚀就是指附着于冷凝器壁面上的污垢脱离于换热面并随运动的液体一同流走的过程。这个过程与起始阶段一样，还未被充分研究清楚，但经观察发现从热换面上发生剥蚀的物质小到离子，大到颗粒甚至大块，而这些物质的剥蚀又以溶解，磨蚀和剥落三种形式表现出来。

从以上五个过程我们可以看出，各阶段是互相联系，且往往伴随着几个阶段同时发生的过程，只不过在某个时刻中某一个过程对污垢的形成起着主导的作用。在污垢系数随着时间累积的增加与随着老化和剥蚀过程的减小中，这种相互影响表现得较为强烈，并且是两种直接相反过程共同决定污垢系数的大小。对污垢系数预测的结果也是这两种现象叠加的结果，如若此时剥蚀过程占主导因素，则污垢系数将随着时间的推移而不断减小：相反则污垢系数增加，至于增加的速率如何则又要分不同阶段来进行讨论（如：污垢系数在附着阶段会比初始阶段的速率快很多）。