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ちょっと、そこ！私は細かいチューブ熱交換器のサプライヤーであり、これらの気の利いたデバイスの操作に関しては、私のかなりの課題を見てきました。このブログでは、フィンしたチューブの熱交換器を使用するときに直面するかもしれない主なハードルのいくつかを分解します。
1。ファウリング
ファインチューブの熱交換器を操作する際の最も一般的な頭痛の1つはファウリングです。ファウリングは、不要な物質がフィンとチューブの表面に蓄積したときに発生します。これは、汚れ、ほこり、破片から、化学堆積物や生物学的成長まで、何でもかまいません。
ファウリングの問題は、それが絶縁体として機能することです。流体と金属表面の間に障壁を作成するため、熱交換器の熱伝達効率を低下させます。その結果、熱交換器は同じレベルの熱伝達を達成するために一生懸命働かなければならないため、エネルギー消費の増加と運用コストの増加につながる可能性があります。
たとえば、熱交換器が汚れた空気やプロセス液にさらされている産業環境では、ファウリングは非常に急速に発生する可能性があります。あなたが使用している場合アルミニウムフィンの熱交換器多くの空中粒子を備えた製造工場では、これらの粒子は時間の経過とともにひれとチューブに固執することができます。
ファウリングと戦うためには、定期的なクリーニングが不可欠です。ブラッシングや高圧力噴射などの機械洗浄方法を使用できます。化学洗浄も効果的ですが、一部の化学物質がフィンやチューブに損傷を与える可能性があるため、注意する必要があります。熱交換器の動作条件に基づいてクリーニングスケジュールを開発することをお勧めします。
2。腐食
腐食はもう1つの大きな課題です。熱交換器のフィンとチューブが腐食性環境にさらされると、金属は壊れ始めます。これは、熱交換器が化学物質、塩水、または長期にわたって湿気の多い空気と接触している用途で発生する可能性があります。
均一な腐食、孔食、ガルバニック腐食など、さまざまな種類の腐食があります。均一な腐食とは、金属の表面全体が徐々に食べられたときです。一方、孔食腐食は金属に小さな穴を作り、フィンとチューブの構造を弱める可能性があります。電解質の存在下で2つの異なる金属が接触している場合、ガルバニック腐食が発生します。
あなたが使用している場合Uチューブ熱交換器たとえば、海洋環境では、塩水は大幅な腐食を引き起こす可能性があります。腐食を防ぐために、ステンレス鋼やコーティングされた金属など、腐食に対してより耐性のある材料を選択できます。また、プロセス流体で腐食阻害剤を使用して、腐食プロセスを遅くすることもできます。
3。振動とノイズ
操作された細かいチューブ熱交換器を操作する場合、振動と騒音は本当の迷惑になる可能性があります。振動は、流体の流れ誘発振動、不均衡な回転装置、または不適切な設置など、さまざまな要因によって引き起こされる可能性があります。
過度の振動は、熱交換器に機械的な損傷につながる可能性があります。フィンを緩め、チューブが割れ、さらには熱交換器のさまざまな部分間の接続に損傷を与える可能性があります。一方、ノイズは問題の兆候であり、職場でも安全性の危険になる可能性があります。
振動を減らすには、熱交換器が適切に取り付けられ、サポートされていることを確認する必要があります。振動 - 分離マウントを使用して、振動を抑えることができます。振動が流体の流れによって引き起こされる場合、流量または配管システムの設計を調整する必要がある場合があります。
4。熱応力
熱交換器内に大幅な温度差がある場合、熱応力が発生します。フィンとチューブが急速に加熱または冷却されると、それらは異なる速度で拡張または収縮し、金属にストレスを引き起こす可能性があります。
このストレスは、熱交換器の変形、亀裂、さらには故障につながる可能性があります。たとえば、aでシリコン炭化物シェルとチューブ熱交換器、多くの場合、高温のアプリケーションで使用され、熱応力が大きな懸念事項になる可能性があります。
熱応力を管理するために、熱膨張係数が低い材料を使用できます。また、拡張ジョイントの使用など、いくらかの柔軟性を可能にする方法で熱交換器を設計することもできます。さらに、突然の温度変化を避けるために、加熱および冷却速度を制御する必要があります。
5。不十分な熱伝達
時々、熱交換器は、熱伝達の観点からはあまり機能しないだけです。これは、間違ったサイジング、液体分布の不良、誤動作ポンプなど、さまざまな理由が原因である可能性があります。
熱交換器がアプリケーションのために小さくなっている場合、十分な熱を伝達することはできません。流体分布が不十分なことは、熱交換器の一部が十分な流体の流れを獲得していない可能性があることを意味します。これにより、全体的な熱伝達効率が低下します。誤動作ポンプは、低流量につながる可能性があり、これも熱伝達に影響します。
適切な熱伝達を確保するには、アプリケーションの熱負荷要件に基づいて、熱交換器を正しくサイズする必要があります。また、流体分布が均一であることを確認する必要があります。これには、流れのディストリビューターまたはバッフルの使用が含まれる場合があります。そしてもちろん、ポンプやその他のコンポーネントの定期的なメンテナンスが重要です。
6。メンテナンスと修理
細かいチューブの熱交換器を維持および修復することは課題になる可能性があります。特に熱交換器が古いモデルまたはカスタムメイドのものである場合、適切な交換部品を見つけることは困難です。そして、メンテナンスと修理のコストは時間とともに加算される可能性があります。
メンテナンスに関しては、フィンしたチューブ熱交換器の作業方法を知っている熟練した技術者がいる必要があります。問題を正確に診断し、必要な修理を実行できる必要があります。
場合によっては、それを修復しようとするのではなく、熱交換器を交換するのが効果的です。しかし、この決定は、慎重なコスト - 給付分析に基づいている必要があります。
結論
動作中のチューブ熱交換器には、ファウリングや腐食から振動や不十分な熱伝達まで、かなりの課題があります。ただし、適切な計画、定期的なメンテナンス、材料と設計の正しい選択により、これらの課題を克服し、熱交換器が効率的かつ確実に動作するようにすることができます。
これらの課題に直面している場合、または新しいフィン付きチューブ熱交換器の市場にいる場合は、遠慮なく手を差し伸べてください。私たちはあなたがあなたの特定のニーズに最適なソリューションを見つけるのを助けるためにここにいます。適切なタイプの熱交換器を選択したり、メンテナンスの問題に対処したり、そのパフォーマンスを最適化するかどうかにかかわらず、お客様を支援する専門知識があります。会話を始めて、熱交換プロセスをより滑らかでコスト - 効果的にするために協力する方法を見てみましょう。
参照
- Incropera、FP、＆Dewitt、DP（2002）。熱と物質移動の基礎。ワイリー。
- Green、DW、＆Perry、RH（2007）。ペリーの化学エンジニアハンドブック。マクグロー - ヒル。
