Il-Varjabbli tal-Ilma tat-Tkessiħ
L-ilma li jkessaħ mhuwiex fluwidu wieħed. Tvarja minn pjanta għall-oħra-minn nadif darba-minn ilma tax-xmara għal ilma ta' torri ta' tkessiħ ta' ċiklu għoli-mgħobbi b'solidi maħlula, partiċelli sospiżi, u attività bijoloġika. Il-veloċità tal-fluwidu tal-ġnub tal-qoxra-f'qoxra ta' PTFE-u-iskambjatur tas-sħana tat-tubu għandha tkun imqabbla mal-kimika speċifika tal-ilma li jkessaħ.
Veloċità li hija baxxa wisq tippermetti li solidi sospiżi jissetiljaw, tippromwovi t-twaħħil tal-bijofilm, u taċċellera l-iskala fuq l-uċuħ tat-tubi PTFE. Veloċità għolja wisq taħli l-enerġija li tippompja, iżżid ir-riskju ta' erożjoni, u tista' tikkawża vibrazzjoni tal-fluss-indotta tat-tubi flessibbli tal-PTFE.
Il-veloċità ottimali hija kompromess bejn dawn it-talbiet li jikkompetu, u l-punt tal-bilanċ jinbidel skont il-kimika tal-ilma li jkessaħ. Rakkomandazzjoni ta' veloċità-daqs-waħda-hija inadegwata.
Il-Limit tal-Veloċità ta' Fouling
Mekkaniżmi ta 'fouling differenti għandhom dipendenti fuq il-veloċità differenti. Il-fehim ta' liema mekkaniżmu jiddomina għal kimika partikolari tal-ilma li jkessaħ jiggwida l-ispeċifikazzjoni tal-veloċità.
Il-fouling tal-kristallizzazzjoni-depożitu ta' karbonat tal-kalċju, sulfat tal-kalċju, jew silika-hija kkontrollata primarjament mit-temperatura u l-konċentrazzjoni, mhux il-veloċità. Madankollu, veloċità ogħla tnaqqas it-temperatura tal-ħajt billi ttejjeb it-trasferiment tas-sħana, li tnaqqas il-forza tas-sewqan tal-kristallizzazzjoni fil-wiċċ tat-tubu.
Fowling ta' partikuli-depożitu ta' ħama sospiża, prodotti ta' korrużjoni, jew debris fl-arja-jiddependi ħafna mill-veloċità-. Taħt veloċità kritika, il-partiċelli jissetiljaw bil-gravità fuq l-uċuħ tat-tubi orizzontali. Il-veloċità kritika għall-prevenzjoni tas-setiljar tal-partikuli fuq PTFE hija bejn wieħed u ieħor 0.3-0.5 m/s, inqas minn għal tubi tal-metall minħabba li l-wiċċ lixx u idrofobiku jnaqqas l-adeżjoni tal-partiċelli.
It-twaħħil tal--bijofouling u t-tkabbir ta' mikro-organiżmi-huwa sensittiv- għall-veloċità. Il-formazzjoni tal-bijofilm hija inibita f'veloċitajiet 'il fuq minn 0.8-1.0 m/s, fejn l-istress shear fluwidu jaqbeż is-saħħa adeżiva tal-film mikrobjali. Madankollu, l-enerġija tal-wiċċ baxxa tal-PTFE diġà tnaqqas l-adeżjoni tal-bijofilm meta mqabbla ma 'uċuħ tal-metall.
Tabella 1: Qoxra Rakkomandata-Veloċità tal-Ġnub skont it-Tip tal-Ilma tat-Tkessiħ
| Tip ta 'Ilma tat-Tkessiħ | Kimika Tipika | Riskju Primarju ta' Fouling | Veloċità Rakkomandata (m/s) | Bażi |
|---|---|---|---|---|
| Darba-minn l-ilma tax-xmara | TDS baxx, solidi sospiżi varjabbli | Partikuli, biofouling staġjonali | 0.5-0.8 | Jipprevjeni l-issetiljar; jimmodera l-bijofilm |
| Ilma tat-torri tat-tkessiħ (ċikli baxxi) | TDS moderat, ittrattat b'bijoċida | Skalar, xi biofouling | 0.6-1.0 | Jikkontrolla l-iskala permezz tat-tnaqqis fit-temperatura tal-ħajt |
| Ilma tat-torri tat-tkessiħ (ċikli għoljin) | TDS għoli, ebusija għolja | Riskju sever tal-iskala | 0.8-1.2 | Timmassimizza t-trasferiment tas-sħana biex timminimizza t-temperatura tal-ħajt |
| Ilma trattat b'ċirku magħluq- | TDS baxx, inibit | Fowling minimu | 0.4-0.6 | Effiċjenti fl-enerġija; riskju baxx ta’ fouling |
| Ilma baħar (darba-minn) | TDS għoli, klorur, attività bijoloġika | Biofouling, xi skalar | 1.0-1.5 | Veloċità għolja tinibixxi t-twaħħil tal-makro-fouling |
| Ilma salmastru | TDS varjabbli, sulfat | Skalar, biofouling | 0.8-1.2 | Kompromess bejn l-iskala u l-kontroll tal-fouling |
PTFE-Konsiderazzjonijiet Speċifiċi tal-Veloċità
Tubi PTFE huma flessibbli. F'veloċitajiet tal-ġnub tal-qoxra-'il fuq minn 1.5 m/s, il-vibrazzjoni indotta tal-fluss- tista' teċita l-moviment tat-tubu. Il-veloċità kritika għall-bidu tal-vibrazzjoni tiddependi fuq il-medda tat-tubu mhux sostnuta. Spazjar ta 'appoġġ eqreb jippermetti veloċitajiet ogħla mingħajr vibrazzjoni.
L-uċuħ tal-PTFE huma idrofobiċi. L-imġiba tas-saff tal-konfini tvarja minn uċuħ idrofiliċi tal-metall. Il-veloċità taż-żlieq fl-interface tal-ilma PTFE-tnaqqas l-istress shear tal-ħajt ftit meta mqabbel ma 'wiċċ tal-metall li ma jiżloqx. L-effett prattiku huwa tnaqqis żgħir fil-veloċità meħtieġa biex tinkiseb reżistenza partikolari għall-fouling.
PTFE is not subject to erosion-corrosion in the conventional sense because there is no protective film to remove. However, at very high velocities (>2.5 m/s) b'ilma li jkun fih partikuli li joborxu, tista 'sseħħ erożjoni mekkanika tal-wiċċ PTFE. Dan huwa rari fis-servizz tal-ilma li jkessaħ iżda rilevanti għal sorsi tal-ilma b'tagħbija għolja ta' ħama.
Ottimizzazzjoni tal-Veloċità b'Karatteristiċi ta' Kontra l--Fouling
Id-disinn tal-iskambjatur tas-sħana PTFE jista 'jinkorpora karatteristiċi li jtejbu r-reżistenza għall-fouling b'veloċitajiet aktar baxxi. Baffles spirali joħolqu fluss li jdawwar li jxerred l-uċuħ tat-tubi b'mod aktar effettiv mill-fluss tal-linja dritta-minn baffles segmentali. Il-fluss li jdawwar iżomm is-sospensjoni tal-partikuli u jinibixxi t-twaħħil tal-bijofilm b'veloċitajiet 20-30% aktar baxxi minn dawk meħtieġa b'baffling konvenzjonali.
Il-kapaċità ta' veloċità aktar baxxa tnaqqas l-ispejjeż tal-enerġija tal-ippumpjar filwaqt li żżomm ir-reżistenza għall-fouling ta' disinji ta'-veloċità ogħla. L-iffrankar tal-enerġija matul il-ħajja tat-tagħmir jista 'jkun sostanzjali.
Sommarju
Il-kimika tal-ilma li jkessaħ tiddetermina l-aħjar veloċità tal-qoxra-tal-ġenb fil-qoxra tal-PTFE-u-iskambjaturi tas-sħana tat-tubi. Il-medda rrakkomandata tvarja minn 0.4 m/s għal ilma nadif b'ċirku magħluq-sa 1.5 m/s għall-ilma baħar. L-għażla tal-veloċità tibbilanċja l-prevenzjoni tas-saldu tal-partikuli, l-inibizzjoni tal-bijofilm, u l-kontroll tal-iskala kontra l-enerġija tal-ippumpjar u l-limiti tal-vibrazzjoni.
L-enerġija tal-wiċċ baxxa u l-wiċċ lixx tal-PTFE jipprovdu reżistenza inerenti għall-fouling li tippermetti veloċitajiet 10-20% inqas minn dawk meħtieġa għal skambjaturi metalliċi fl-istess servizz. Id-disinni tal-baffle helical ikomplu jnaqqsu r-rekwiżit tal-veloċità filwaqt li jżommu l-kontroll tal-fouling.
Rakkomandazzjonijiet tal-inġinerija għall-ispeċifikazzjoni tal-veloċità tal-iskambjatur tal-qoxra tal-PTFE-u-tubu huma disponibbli mal-preżentazzjoni tal-analiżi tal-ilma li jkessaħ, il-firxa tat-temperatura operattiva, l-istorja tal-fouling tal-iskambjaturi eżistenti, u l-kapaċità tal-ippumpjar disponibbli.
