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열교환기 오염

1920
열역학에서 열 성능에 영향을 미치는 오염 침전물이 있는 열교환기.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

오염(fouling)은 열 전달 표면에 원치 않는 물질이 축적되어 열 저항을 증가시키고 열 교환기의 성능을 저하시키는 현상입니다. 이러한 오염 저항([latex]R_f[/latex])은 전체 열 전달 계수(U)를 감소시킵니다. 이 효과는 전체 열 전달 방정식 [latex]frac{1}{U} = frac{1}{h_i} + frac{1}{h_o} + R_f + R_w[/latex]에서 정량화됩니다.

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
열역학

유형

물리적 과정

분열

점진적

용법

널리 사용됨

전구체

  • 보일러와 주전자의 스케일 축적 관찰
  • 열 저항 및 푸리에 법칙에 대한 이해
  • 산업화학 및 수처리 개발
  • 재료 과학 및 부식 연구의 발전

응용 프로그램

  • 산업 플랜트를 위한 예측 유지보수 일정
  • 공정 장비용 화학 세척 절차 설계
  • 방오 코팅 및 재료 개발
  • 냉각탑 및 보일러용 수처리 프로그램
  • 향후 오염을 고려하여 새 열교환기의 크기를 과도하게 설계함

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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관련 항목: 오염, 스케일 형성, 열교환기, 열저항, 유지보수, 열전달, 전체 열전달 계수, 생물막 형성, 압력 강하, 세척.

역사적 맥락

열교환기 오염

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

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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