Који су ризици загађивања при малим брзинама протока у ПТФЕ измењивачу и како се њима може управљати?

Ако се брзина протока смањи на пузање, пад притиска ће бити низак, али ће такође омогућити да се суспендовани материјали слегну и биофилмови расту на површинама ПТФЕ цеви. ПТФЕ измењивач који је хидраулички довољан може постати систем склон загађивању-ако брзина падне сувише ниска за-услове протока самочишћења.

Механизми запрљавања у условима ниског протока
Механизми загађивања су много другачији у ПТФЕ измењивачу са малом брзином протока него у нормалним условима рада. Када се брзина на страни цеви смањи испод око 0,5 м/с, енергија протока више није довољна да задржи суспендоване честице увучене.

У овом тренутку чврсте честице почињу да се таложе гравитацијом. Брзина таложења је одређена величином честица, густином и вискозитетом течности. Теже или веће честице ће се прво таложити у зонама ниске енергије као што су дна цеви или стационарне зоне.

До раста микроба може доћи и ако су хранљиве материје доступне у процесној течности. На крају, бактерије ће се залепити за површине и изградити биофилм. Ови биофилми формирају изолациони слој који смањује ефикасност преноса топлоте и утиче на хидраулички отпор.

ПТФЕ има ниску површинску енергију и природно показује мање пријањања од металних површина. Међутим, ПТФЕ не спречава загађивање у случајевима када хидродинамичке силе нису довољне да спрече таложење.

Нето утицај је постепени губитак топлотних перформанси и споро повећање пада притиска услед блокирања унутрашњих површина.

Праг -понашања самочишћења и протока{1}}
Брзина протока је главна карактеристика која регулише опасност од прљања у измењивачима топлоте. Изнад критичне вредности силе смицања на зиду инхибирају таложење честица и континуирано уклањају слојеве запрљања у раној фази.

Овај ефекат самочишћења се губи испод око 0,5 м/с. Овај праг се често узима као практична доња граница за прихватљив рад у испоруци чисте воде. У течностима са талогом или честицама, потребне су веће минималне брзине, углавном веће од 1,0 м/с да би се одржала суспензија и избегла седиментација.

Фаулирање је временски{0}}независно и реверзибилно изнад ових ограничења, а време{1}}зависно и теже за поништавање испод ових прагова.

Ефекти загађивања при малој брзини
Ефекти загађивања у условима ниског протока укључују:

Изолациони наноси смањују коефицијент преноса топлоте

Мањи канали протока значе већи пад притиска

Неједнака расподела протока у цевним сноповима

Убрзана корозија или пропадање изазвано микробима у рањивим системима

Ови ефекти су кумулативни, што доводи до смањења ефикасности измењивача и повећања учесталости одржавања.

Алтернативе за пројектовање и оперативно ублажавање
Управљање ризиком ниске брзине протока запрљаног ПТФЕ измењивача укључује комбинацију хидрауличког дизајна, хемијске контроле и дизајна за одржавање.

Одржавање минималне брзине
Један од главних циљева дизајна је да се одржи довољна брзина на страни цеви да би се омогућило самочишћење{0}. Добро правило је:

Minimum tube side velocity >=0.5 м/сек (чиста течност)

Пожељна пројектована брзина већа од или једнака 1,0 м/с за поуздано-самочишћење

Треба избегавати{0}}дугорочни рад испод ових нивоа у дизајну система.

Оптимизација пречника цеви
На брзину за дату брзину протока директно утиче пречник цеви. За дати запремински проток, мањи пречници цеви доводе до већих брзина, повећавајући силе смицања зида и смањујући потенцијал зарастања.

Овај метод пројектовања је често успешнији од проширења величине цеви јер би то додатно смањило брзину и повећало ризик од таложења.

Рециркулација и контрола протока
Ако је због ограничења процеса потребан низак нето проток, могу се додати рециркулацијске петље. Повећањем унутрашње циркулације уз одржавање ниске нето пропусности, довољна брзина се може очувати унутар цеви измењивача.

Ово се често користи у осетљивим хемијским и биохемијским процесима где је низак укупни проток неизбежан.

Управљање хемијским прљањем
Биолошко обраштање и обраштање каменца се често контролишу техникама хемијског третмана. ово су:

Биоциди за контролу раста микроба

Анти-скаланси за спречавање таложења минерала

Технике периодичног чишћења на месту (ЦИП).

Хемијска контрола је важно питање у многим индустријским применама, упркос ниским квалитетима лепљења ПТФЕ-а.

Дизајн за могућност чишћења
Измењивачи треба да буду конструисани за лако механичко или хемијско чишћење. Ово је за:

Дизајн правих цеви где год је то могуће

Заглавља доступних за преглед и испирање

Компатибилност са ЦИП системима.

Могућност одржавања дизајнирана да смањи време застоја и минимизира дуготрајно накупљање прљавштине.

Правило смерница за дизајн-од-палац
Инжењерски практични водич за минимизирање ризика од загађивања је:

За оптимално -понашање самочишћења потребна је минимална бочна брзина цеви од приближно. 1.0 м/с.

Овај праг даје сигурносну маргину која смањује осетљивост на оптерећење честицама, формирање биофилма и неисправну дистрибуцију протока.

Закључак
Услови ниског протока су главни проблем запрљања за ПТФЕ измењиваче топлоте због таложења честица и развоја биофилма када је брзина испод критичних нивоа. ПТФЕ површине смањују тенденцију адхезије, али не могу да компензују недовољно хидродинамичко смицање.

Ублажавање може бити ефикасно ако се узму проактивна разматрања дизајна, као што су управљање брзином, оптимизација величине цеви, хемијски третман и планирање могућности одржавања. Најбоља контрола ризика од загађивања је инжењерски дизајн, а не-нелепљиви квалитети материјала.

На крају крајева, најбољи системи измењивача топлоте су они који су направљени тако да се избегну прљање у предвиђеним условима рада, а не они који зависе од{0}}мера за отклањање загађења.