利用“双通道工业循环冷却水动态模拟实验台”和“离子棒阻垢处理器”进行了模拟动态阻垢实验研究,探究了不同静电场作用下循环水流速变化对阻垢效果的影响。在电压4000V和6000V条件下,分别进行了水流速度为0.45m/s、0.60 m/s、0.75 m/s和0.89 m/s下的阻垢动态模拟实验。实验结果表明,电压为4000V的阻垢效果好于6000V,其中,电压4000V,流速0.89 m/s的阻垢效果最好,平均阻垢率为55.82%。电压6000V,流速0.45 m/s的阻垢效果较差,平均阻垢率仅为19.9%。通过对静电场作用下水分子氢键和电偶极矩变化的分析得知,离子棒静电场提供的能量较低,对水分子的极化作用基本可以忽略。因此,在分析静电场作用下的阻垢作用时,应重点考虑静电场作用下,循环水流速变化对CaCO₃晶体以及铜管内水流的紊流层、过渡层和黏性底层影响的角度进行分析。应用扫描电镜与X射线衍射仪测定CaCO₃附着垢和脱除垢的晶体结构,获得了有关于CaCO₃晶体方面的数据。结果显示CaCO₃水垢的主要物相为文石和方解石,其中文石含量较大。附着垢的晶粒尺寸大于脱除垢的晶粒尺寸,且附着垢的晶面间距小于脱除垢的晶面间距。从实验组附着垢可见,4000V电压作用下,CaCO₃结晶度总体低于6000V作用下的结晶度,说明在离子棒静电场作用下CaCO₃水垢的结晶度降低对阻垢效果的提高具有促进作用。对照组的脱除垢中,随着流速的增加结晶度降低,随着流速的增加阻垢率也增加,因此,循环水流速对结晶度和阻垢率会产生较大影响。实验表明,在静电场作用下,虽然水溶液的黏滞系数μ增大导致了黏性底层厚度δ增大,而循环水流速v_m增大时δ又趋于减小,但是黏性底层厚度δ强烈受循环水流流速v_m的制约,最终作用结果使得黏性底层厚度δ减小。计算表明,流速为0.45m/s的较低流速下,黏性底层相对较厚,对流传质成为影响成垢离子运输的主要原因,因此流体的切向应力对CaCO₃微晶的析出和结垢影响较小,阻垢率相应较低;而流速为0.89m/s的较高流速下,黏性底层相应减薄,晶体的表面反应控制着结垢的过程,此时流速增加导致流体切向应力也增大,对CaCO₃微晶的冲刷能力也加大,阻垢率也随之增大。因此,相对于静电场来说,循环冷却水流速的变化对阻垢率的影响更大一些。