換熱器結垢機理及防治措施

2021-08-18 20:14:41 字數 951 閱讀 4933

摘要:本文針對目前換熱器結垢嚴重的問題進行了研究,指出了結垢的機理與危害,針對不同型別的結垢提出了相應的防治措施,同時對汙垢清洗技術進行了簡要的說明,對解決換熱器結垢這一問題有一定的作用。

主題詞:換熱器結垢防治措施

1、前言

汙垢是一種極為普遍的現象,廣泛存在於各種傳熱過程中,是許多換熱設.備經常遇到的問題。綜觀當今工業界,結垢造成的浪費和損失是很嚴重。

由於許多換熱裝置相對比較落後,汙垢造成的實際損失還可能更高些。由於換熱裝置中溫度梯度的存在,使換熱面上的汙垢形成機制更為複雜,汙垢所帶來的危害更為強烈,所以備受科學界和工程技術人員的廣泛關注。是涉及國民經濟眾多產業和部門的乙個急需解決的問題。

1. 1汙垢的定義及其對換熱裝置的影響

1.1.1汙垢的定義。

換熱裝置汙垢是指流體中的組分或雜質在與之相接觸的換熱表面上逐漸積聚起來的那層固態物質。這層物質是「不需要」的多餘物質,它通常以混合物的形態存在。汙垢是熱的不良導體,其熱導率一般只有碳鋼的數十分之一,不到不鏽鋼的1/10。

一旦換熱面上有了汙垢,按串聯熱阻的觀點,流體與換熱壁面之間的傳熱熱阻(為簡單,換熱面以平面計)就增加為r= + (1-1) 式中:汙垢熱阻,即汙垢層形成的附加熱阻,㎡·k/w;r:總傳熱熱阻,㎡·k/w;α:

傳熱系數, w/㎡·k。

1.1.2汙垢對換熱裝置及其系統的影響。

結垢對換熱裝置的影響主要有兩個方面,一是由於汙垢層具有很低的導熱係數,從而增加了傳熱熱阻,降低了換熱裝置的傳熱效率。二是當換熱裝置表面有結垢層形成時,換熱裝置中流體通道的過流面積將減少,導致流體流過裝置時的阻力增加,從而消耗更多的幫浦功率,使生產成本增加。通常,為了補償由於汙垢而引起的換熱效率降低,在設計換熱器時,要選取過余的換熱面積作為補償,將汙垢熱阻折算在總傳熱系數中:

式中,為基於管外表面的總傳熱系數,w/㎡·k;a為管壁面積,為平均管壁面積,㎡;為汙垢熱阻,為管壁熱阻,㎡·k/w;α為對流傳熱系數,w/㎡·k;下標i、o分別表示管內和管外。

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