Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تلوث المبادل الحراري

تلوث المبادل الحراري

1920
Heat exchanger with fouling deposits affecting thermal performance in thermodynamics.

(صورة توضيحية فقط)

Fouling is the accumulation of unwanted material on heat transfer surfaces, which introduces an additional thermal resistance and degrades the performance of a heat exchanger. This fouling resistance ([latex]R_f[/latex]) reduces the overall heat transfer coefficient (U). The effect is quantified in the overall heat transfer equation: [latex]\frac{1}{U} = \frac{1}{h_i} + \frac{1}{h_o} + R_f + R_w[/latex].

Fouling is a critical, time-dependent problem in nearly all heat exchanger applications. It increases thermal resistance, impedes fluid flow (increasing pressure drop and pumping costs), and can initiate corrosion. There are several types of fouling. Precipitation fouling occurs when dissolved solids in a fluid precipitate onto surfaces, common in cooling water systems (scaling). Particulate fouling is the accumulation of suspended particles like dust or rust. Corrosion fouling results from the heat transfer surface itself reacting to form an insulating layer of corrosion products. Chemical reaction fouling involves reactions within the process fluid that form deposits, such as in polymerization processes. Finally, biofouling is the growth of microorganisms, algae, or slime on surfaces, prevalent in raw water systems. To account for this inevitable degradation, engineers include a ‘fouling factor’ or ‘fouling resistance’ ([latex]R_f[/latex]) during the design phase. This essentially means the heat exchanger is oversized to ensure it still meets the required heat duty after a certain period of operation with the expected level of fouling. The overall heat transfer coefficient for a clean exchanger ([latex]U_{clean}[/latex]) is related to the dirty or service coefficient ([latex]U_{dirty}[/latex]) by [latex]\frac{1}{U_{dirty}} = \frac{1}{U_{clean}} + R_f[/latex]. Managing and mitigating fouling through chemical treatment, filtration, and periodic cleaning is a major aspect of industrial maintenance.

UNESCO Nomenclature: 3328
– Thermodynamics

يكتب

Physical Process

خلل

Incremental

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • ملاحظة تراكم الترسبات في الغلايات والغلايات
  • فهم المقاومة الحرارية وقانون فورييه
  • تطوير الكيمياء الصناعية ومعالجة المياه
  • التطورات في علم المواد ودراسات التآكل

التطبيقات

  • جداول الصيانة التنبؤية للمصانع الصناعية
  • تصميم إجراءات التنظيف الكيميائي لمعدات العمليات
  • تطوير الطلاءات والمواد المضادة للأوساخ
  • برامج معالجة المياه لأبراج التبريد والغلايات
  • زيادة حجم المبادلات الحرارية الجديدة لمواجهة التلوث المستقبلي

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • الموجات فوق الصوتية transducers mounted on exchanger shells to prevent deposit formation through cavitation
  • مبادلات حرارية ذاتية التنظيف باستخدام جزيئات كاشطة متداولة أو مكاشط ميكانيكية آلية
  • الميكروبات المعدلة وراثيًا والتي تشكل أغشية حيوية غير ملتصقة لمنع التلوث الحيوي الناتج عن الكائنات الحية الأكثر ضررًا
  • nanotechnology-based coatings with superhydrophobic or oleophobic properties to repel fouling agents
  • أنظمة مراقبة مدعومة بالذكاء الاصطناعي تتنبأ بمعدلات التلوث بناءً على البيانات التشغيلية وتجدول التنظيف بشكل مثالي
  • أجهزة استشعار في الموقع تقيس سمك طبقة التلوث بشكل مباشر
  • تطوير مثبطات كيميائية جديدة وغير سامة للترسبات والتآكل
  • المبادلات الحرارية ذات الطبقة المميعة حيث تقوم الجزيئات المتحركة بتنظيف أسطح نقل الحرارة بشكل مستمر
  • أنظمة التدفق النبضي أو عكس التدفق المصممة لإزالة الرواسب قبل أن تتمكن من توحيدها
  • تقنيات معالجة المياه المتقدمة مثل التناضح العكسي لإزالة المواد المسببة للتلوث من مياه التغذية
يتعلق بـ: التلوث، والترسبات، والمبادل الحراري، والمقاومة الحرارية، والصيانة، ونقل الحرارة، ومعامل نقل الحرارة الكلي، والتلوث البيولوجي، وانخفاض الضغط، والتنظيف.

السياق التاريخي

تلوث المبادل الحراري

1910
1920
1920
1920
1922
1925-01-01
1930
1910
1920
1920
1920
1922
1924
1927
1930

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.