在电力、化工、纺织等行业中存在大量以水为载体的热交换器。这些换热设备在运行中都存在积垢问题。换热设备积垢的形成，不仅影响热能利用和生产正常安全运转，而且增加了生产成本。而采用传统的机械除垢或化学剂清除结垢，存在成本高和二次污染的问题。目前，超声波防垢法就已具备了一定理论基础，随着材料科学的发展，大功率超声波换能器的可靠性和寿命大幅提高，为开展超声波防垢的应用提供了有利的条件。 本文论述了超声波防除垢与强化传热的基本理论，理论研究表明，超声波空化作用对防除垢与强化传热起着主要作用。本文以国产125MW汽轮发电机组的冷油器换热过程为模拟对象，设计出一套超声波防除垢与强化传热实验台。在实验室条件下，模拟了水在换热器中流动过程的积垢规律。在流动状态下，通过实验研究了超声波功率对抑垢、除垢的匹配关系及声空化强度对传热系数的影响。本文在实验方案中筛选了功率和频率两参数作独立变量，通过防垢率和传热系数两个特征参数来反映超声波作用的效果，确定了防垢率和传热系数与超声波功率之间的定量关系。实验研究结果表明，除垢效果与超声波空化强度成正比；而强化传热的效果与超声波功率之间成复杂关系，超声波功率达到某一值时传热效果达到最佳值。本文还首次对超声波传播方向的改变对除垢效果和强化传热的影响进行了初步研究，研究表明，超声波相对流动工质的传播方向与其除垢率和强化传热的效果有着直接的关系。同时，本文通过实验得出了超声作用间歇比与超声抑垢效果的关系曲线，并定性地分析了流体流量大小与超声功率之间对抑垢率的匹配关系。实验优选出来的参数为以后的工程实际应用和理论研究提供了一定的理论依据。 在理论研究和实验研究的基础上，本文设计出了国产125MW汽轮发电机组冷油器的防除垢与强化传热的技术方案，并对其经济效益进行了预测分析。