喻九阳，陈 琦，林 纬，汪 威，王众浩，夏文凤

化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室（武汉工程大学），湖北 武汉 430205

换热设备表面的水垢沉积是一个常见的工业难题。当工艺条件使溶液中一种或多种难溶盐过饱和时，就会在设备表面结垢沉淀［1］。水垢沉积在换热表面会降低换热设备的传热效率，影响生产效率，增大能源消耗，甚至会引发事故［2］。针对这一问题，人们使用电渗析法［3］，阻垢剂法［4］，电化学法［5-6］等各种方法达到循环水除垢阻垢的目的。电化学除垢技术是20世纪70年代以后发展起来的一种新型水处理技术［7］。它是通过电解水在阴极附近形成碱性区域，同时在电场和流场的作用下，Ca2+、Mg2+等阳离子向阴极迁移，最终在阴极板表面形成水垢沉淀，从而降低了循环水的硬度，减小了循环冷却水在换热表面形成水垢的几率，达到除垢阻垢的效果［8］。发生电化学反应时，水会在电极表面电解产生气泡。气泡的存在及其运动会对流场造成显著影响，也对电化学活性物质的对流传质以及热传递有显著影响。

国内外学者已通过实验研究过各种形式的垂直平板电极反应器内的流动行为。Abdelouahed等［9］使用粒子跟踪测速（particle tracking velocime⁃try，PTV）技术测量了电极附近的气泡速度。气泡平均轴向速度在到达水面前沿电极的活性部分在竖直方向有规律地增加。Hreiz等［10］对相同的反应器和操作条件，使用粒子图像测速（partical image velocimetry，PIV）技术测量通道中的气泡速度场，发现气泡的上升速度随着电流密度的增加而增加，气泡浮力驱动的对流更加强烈。……