رسوب در مبدل حرارتی

رسوب در مبدل حرارتی fouling in Heat Exchenger دلیل اصلی خرابی مبدل حرارتی به سبب خوردگی شیمیایی و خوردگی مکانیکی است.

رسوب در مبدل حراراتی به دلیل پدیده انتقال حرارت و انتقال جرم و انرژی ایجاد می گردد.یا به معنای دیگر جرم به رسوبات تشکیل شده در سیستم های آبی در اثر فوق اشباع شدن نمک های غیر آلی گفته میشود.
رسوب در مبدل حرارتی سبب کمتر شدن سطح مقطع عبوری سیال شده و در این صورت علاوه بر افزایش افت فشار شاهد افزایش سرعت سیال نیز خواهیم بود که در این حالت مبدل، قدرت پمپاژ بیشتررا می طلبد.

ضریب انتقال حرارت همرفتی در این حالت بدلیل سرعت بالای سیال بیشتر می شود ، اما لایه ی رسوب سبب مقاومت بیشتر در برابر انتقال حرارت کلی می گردد.

سرعت بیشتر سیال در مبدل حرارتی سبب کاهش مقاومت مبدل حرارتی در برابر رسوب پذیری می شود .

خوردگی مکانیکی یا سایش Erosion به خرابی مواد در اثر سرعت بالای جریان های مایع ، وجود قطرات معلق در جریان گاز ، وجود حباب های بخار در جریان مایع ووجود ذرات مایع در جریان های گازی است.

خوردگی شیمیایی به خرابی ماده در اثر واکنش با محیط اطلاق می شود . خوردگی یک فرایند الکتروشیمیایی است که به فلز کمک می کند که به حالت اصلی خود برگردد. اکسید آهن یا زنگ.

رسوب پذیری مبدل حرارتی

رسوب پذیری به تجمع و رشد ناخواسته روی سطح انتقال حرارت گفته می شود که تاثیر منفی بسزایی روی کارایی مبدل حرارتی دارد .

رسوب پذیری یا جرم گیری وابسته به زمان است و مبدل های تازه نصب شده بعد از یک دوره کاری معین تنها با مقدار جرم ثابت مواجه می شوند. ایجاد رسوب ۵ مرحله متفاوت و متوالی دارد که شامل شروع جرم گیری یا هسته زایی ، انتقال جرم ، رسوب ، جرم زدایی و به تاخیر انداختن خودکار و پیر سازی است.

شروع جرم گیری : بعد از نصب و شروع به کار یک مبدل حرارتی تمیز زمان معینی نیاز است تا رسوب پذیری (هسته زایی) شکل گیرد . دمای سطح ، اختلاف دمای دو طرف سطح ، زبری و جنس مبدل حرارتی و...در زمان رسوب گذاری موثر هستند.

انتقال جرم : در این مرحله پدیده هایی مانند رسوب سازی و ترموفرسایش رخ می دهد و رسوب از سیال به سطح انتقال حرارت منتقل می شود.

رسوب : در این مرحله ذرات منتقل شده به سطح می چسبند .جنس سطح ، چگالی و اندازه و شرایط سطح در این مرحله اهمیت دارد.

جرم زدایی : سیال عبوری از روی رسوب ها احتمالا به وسیله ی سایش یا پوسته پوسته شدن یا حل شدن مقداری از جرم را می زداید . میزان جرم زدایی به استحکام رسوب و نیروی برشی سیال بستگی دارد. این میزان بسیار کمتر از آهنگ رسوب گذاری است.

پیرسازی رسوب : بعد از نشست رسوبات فرایند پیر سازی شکل می گیرد که با توجه به املاح رسوب کرده این رسوب ها یا مقاوم تر شده یا تضعیف می شوند.

رسوب گیری در مبدل حرارتی اجتناب نا پذیر است.مبدل حرارتی صفحه ای به دلیل مجاری باریک عبور سیال دارای حساسیت بالاتری به نسبت مبدل پوسته و لوله است. همچنین به دلیل ضخامت کم مبدل صفحه ای اسید شویی و از بین بردن رسوب ها هم در مبدل صفحه ای دارای حساسیت بالاتری است رسوب پذیری یا رسوب گیری در مبدل حرارتی زمانی مورد بحث قرار می گیرد که سیال عبوری از مبدل دارای سختی باشد.اگر سیال عبوری که دارای سختی است در یک سیکل بسته مورد استفاده قرار گیرد ، به مقدار مشخصی رسوب کرده و دیگر رسوب پذیری ادامه نخواهد داشت . اما در سیستم هایی که سیال عبوری به مصرف می رسد و خروجی باز است به میزان عبور آب و سختی آب رسوب پذیری ادامه می یابد.kf

رسوب پذیری یا رسوب گیری در مبدل حرارتی زمانی مورد بحث قرار می گیرد که سیال عبوری از مبدل دارای سختی باشد.اگر سیال عبوری که دارای سختی است در یک سیکل بسته مورد استفاده قرار گیرد ، به مقدار مشخصی رسوب کرده و دیگر رسوب پذیری ادامه نخواهد داشت . اما در سیستم هایی که سیال عبوری به مصرف می رسد و خروجی باز است به میزان عبور آب و سختی آب رسوب پذیری ادامه می یابد.

منبع: بامین تهویه