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铁基换热面CaCO3析晶污垢结合力 分子动力学模拟 陈帅帅1, 程延海1，徐金龙2，彭玉兴1，韩东太1 （）Fe2O3在污垢与换热表面相互作用时的作用机理，采用分子动力学（MD）方法模拟了Fe和Fe2O3吸附方解石（1-10）晶面的体系，并且对2个体系进行吸附过程的平衡处理，通过计算2个体系吸附后的各种能量推导出吸附结构中结合能的大小，将Fe和Fe2O3吸附方解石（1-10）的2个体系的结合能进行了比较。计算结果表明：Fe2O3吸附方解石（1-10）晶面的结合能要比Fe吸附方解石（1-10）晶面的结合能高，同时，径向分布函数的计算也进一步证明了该结果。该理论计算得出，Fe的腐蚀产物Fe2O3吸附的污垢比Fe吸附的污垢更难以清理。 关键词：方解石；腐蚀产物；Fe2O3；分子动力学模拟；吸附；结合能 中图分类号：TK172 文献标志码：A Molecular dynamics simulation of CaCO3 crystallization fouling adhered on iron-based material surface CHEN Shuaishuai 1, CHENG Yanhai 1, XU Jinlong 2, PENG Yuxing 1, HAN Dongtai 1 (1.School of Mechatronic Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China; 2. Science and Technology Center, Zhanjiang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Zhanjiang, Guangdong 524022, China) Abstract： In order to study the formation mechanism of fouling with the action of Fe2O3 corrosion product, the absorption system of Fe and Fe2O3 on calcite (1-10) crystal face was simulated and treated to be balanced in terms of molecular dynamics method. The adhesion energy of two absorption systems was deduced and compared by calculating all energy of two absorption systems. The results show that the adhesion energy of Fe on calcite (1-10) crystal face is higher than that of Fe2O3 on calcite (1-10) crystal face. Meanwhile, the results are further proved by the calculation of radial distribution function. The theoretical calculation indicates it is hard to clean up the crystallization fouling adhered on Fe surface than that on Fe2O3 surface. Keywords：calcite; corrosion product; Fe2O3; molecular dynamics simulation; adsorption; adhesion energy 污垢广泛存在于工业生产的许多领域中，据统计，90％[1]，污垢的存在降低了传热效率，同时，增大了流动阻力，造成了巨大的经济损失[1-5]。同时，在安全方面，换热面上污垢的积聚也经常引起局部过热或超温而导致机械性能下降，甚至引发事故。污垢的积聚还常引起换热面的局部腐蚀乃至穿孔，严重威胁了换热设备的安全运行。 在热交换器污垢的对策方面，污垢与基体间的结合力一直是一个难以预计的问题。工业生产中的一些工况下污垢难以清理，而一些工况下也出现污垢自然脱落的现象。目前研究结合力常用的方法有电极法和划痕试验法[6-8]，电极法常用在计算气体间的结合力，划痕试验法常用在计算镀层与基体间的结合力，但这2种实验方法在计算基体与污垢的结合力方面应用效果很差，不能得到精确的结合力数据[9-15]。而