Beth Yw'r Risgiau Baeddu ar Gyflymder Llif Isel mewn Cyfnewidydd PTFE a Sut Gellir Eu Rheoli?

Os yw'r gyfradd llif yn cael ei ostwng i gropian, bydd y gostyngiad pwysau yn isel, ond bydd hefyd yn caniatáu i ddeunyddiau crog setlo a bioffilmiau i dyfu ar arwynebau tiwb PTFE. Gall cyfnewidydd PTFE sy'n ddigon hydrolig ddod yn system sy'n dueddol o faeddu os yw'r cyflymder yn disgyn yn rhy isel ar gyfer amodau llif hunan-lanhau.

Mecanweithiau Baeddu mewn Cyflwr Llif Isel
Mae'r mecanweithiau baeddu yn llawer gwahanol mewn cyfnewidydd PTFE baeddu cyflymder llif isel nag o dan amodau gweithredu arferol. Pan fydd y cyflymder ar ochr y tiwb yn cael ei leihau o dan tua 0.5 m/s, nid yw egni'r llif bellach yn ddigon i gadw'r gronynnau crog yn rhydd.

Ar y pwynt hwn mae'r gronynnau solet yn dechrau setlo trwy ddisgyrchiant. Mae cyflymder setlo yn cael ei bennu gan faint gronynnau, dwysedd a gludedd hylif. Bydd gronynnau trymach neu fwy yn setlo gyntaf mewn parthau ynni isel fel gwaelodion tiwbiau neu barthau llonydd.

Gall twf microbaidd ddigwydd hefyd os oes maetholion ar gael yn hylif y broses. Yn y pen draw, bydd bacteria yn glynu wrth arwynebau ac yn adeiladu bioffilmiau. Mae'r bioffilmiau hyn yn ffurfio haen inswleiddio sy'n lleihau effeithlonrwydd trosglwyddo gwres ac yn effeithio ar y gwrthiant hydrolig.

Mae gan PTFE ynni arwyneb isel ac yn naturiol mae'n arddangos llai o adlyniad nag arwynebau metelaidd. Fodd bynnag, nid yw PTFE yn atal baeddu mewn achosion pan nad yw grymoedd hydrodynamig yn ddigon i atal dyddodiad.

Yr effaith net yw colled perfformiad thermol graddol a chynnydd araf yn y gostyngiad pwysau oherwydd blocio arwynebau mewnol.

Ymddygiad hunan-lanhau a throthwy cyfradd llif
Cyflymder llif yw'r prif nodwedd sy'n rheoli'r perygl o faeddu mewn cyfnewidwyr gwres. Uwchben gwerth critigol mae grymoedd cneifio wrth y wal yn atal dyddodiad gronynnau ac yn cael gwared ar haenau baeddu cyfnod cynnar yn barhaus.

Mae'r effaith hunan-lanhau hon yn cael ei cholli o dan tua 0.5 m/s. Mae'r trothwy hwn yn aml yn cael ei gymryd fel terfyn isaf ymarferol ar gyfer gweithrediad derbyniol wrth gyflenwi dŵr glân. Mewn slyri neu hylifau llawn gronynnol, mae angen isafswm cyflymder uwch, yn gyffredinol dros 1.0 m/s i gynnal daliant ac osgoi gwaddodiad.

Mae baeddu yn-annibynnol ac yn gildroadwy uwchlaw'r terfynau hyn, ac mae amser-yn dibynnu ac yn anos ei wrthdroi o dan y trothwyon hyn.

Effeithiau Baeddu Cyflymder Isel
Mae effeithiau baeddu ar amodau llif isel yn cynnwys:

Mae dyddodion inswleiddio yn lleihau'r cyfernod trosglwyddo gwres

Mae sianeli llif llai yn golygu gostyngiad pwysedd uwch

Dosbarthiad llif anghyfartal mewn bwndeli tiwb

Cyrydiad cyflymach neu ddirywiad a achosir gan ficrobau mewn systemau bregus

Mae'r effeithiau hyn yn gronnol, gan arwain at ostyngiad yn effeithiolrwydd y cyfnewidwyr a chynnydd yn amlder cynnal a chadw.

Dyluniad a Dewisiadau Lliniaru Gweithredol Amgen
Mae rheoli risg cyflymder llif isel o faeddu cyfnewidydd PTFE yn cynnwys cymysgedd o ddyluniad hydrolig, rheolaeth gemegol a dyluniad cynaladwyedd.

Cadw Isafswm Cyflymder
Un o'r prif amcanion dylunio yw cynnal cyflymder digonol ar ochr y tiwb i wneud gwaith glanhau. Rheol dda yw:

Minimum tube side velocity >=0.5 m/eiliad (hylif glân)

Cyflymder dylunio a ffefrir Mwy na neu'n hafal i 1.0 m/s ar gyfer hunan-glanhau dibynadwy

Dylid osgoi-gweithrediad tymor hir o dan y lefelau hyn wrth ddylunio system.

Optimeiddio Diamedr Tiwb
Mae diamedr y tiwb yn effeithio'n uniongyrchol ar y cyflymder ar gyfer cyfradd llif benodol. Ar gyfer llif cyfeintiol penodol, mae diamedrau tiwb llai yn arwain at gyflymder uwch, gan gynyddu grymoedd cneifio wal a lleihau'r potensial baeddu.

Mae'r dull dylunio hwn yn aml yn fwy llwyddiannus nag ehangu maint y tiwb gan y byddai hyn yn lleihau'r cyflymder ymhellach ac yn cynyddu'r risg o ddyddodiad.

Ailgylchredeg a Rheoli Llif
Os oes angen llif net isel oherwydd cyfyngiadau proses, gellir ychwanegu dolenni ailgylchredeg. Trwy gynyddu cyfraddau cylchrediad mewnol tra'n cynnal trwybwn net isel, gellir cadw cyflymder digonol o fewn y tiwbiau cyfnewidydd.

Defnyddir hyn yn aml mewn prosesau cemegol a biocemegol sensitif lle mae llif cyffredinol isel yn anochel.

Rheoli Baeddu Cemegol
Yn aml mae technegau trin cemegol yn rheoli baw biolegol a baeddu. Dyma nhw:

Bywleiddiaid ar gyfer rheoli twf microbaidd

Gwrth{0}}scalants ar gyfer atal dyddodi mwynau

Technegau glanhau cyfnodol ar waith (CIP).

Mae rheolaeth gemegol yn fater pwysig mewn llawer o gymwysiadau diwydiannol, er gwaethaf rhinweddau gludiog isel PTFE.

Dylunio Glanweithdra
Dylai'r cyfnewidwyr gael eu hadeiladu ar gyfer glanhau mecanyddol neu gemegol hawdd. Mae hyn ar gyfer:

Dyluniadau tiwb syth lle bynnag y bo modd

Archwilio a fflysio penawdau hygyrch

Cydnawsedd â systemau CIP.

Cynaladwyedd wedi'i gynllunio i leihau amser segur a lleihau baeddu hirdymor sy'n cronni.

Rheol Canllaw Dylunio-o-Bawd
Canllaw ymarferol peirianneg i leihau risg baeddu yw:

Ar gyfer ymddygiad hunan-lanhau optimaidd mae angen cyflymder ochr tiwb lleiaf o tua. 1.0 m/s.

Mae'r trothwy hwn yn rhoi ymyl diogelwch sy'n lleihau sensitifrwydd i lwytho gronynnol, ffurfio biofilm, a chamddosbarthu llif.

Casgliad
Mae amodau llif isel yn broblem faeddu fawr i gyfnewidwyr gwres PTFE oherwydd setlo gronynnau a datblygiad bioffilm pan fo'r cyflymder yn is na'r lefelau critigol. Mae arwynebau PTFE yn lleihau tueddiadau adlyniad ond ni allant wneud iawn am ddiffyg cneifio hydrodynamig.

Gall lliniaru fod yn effeithiol os cymerir ystyriaethau dylunio rhagweithiol megis rheoli cyflymder, optimeiddio maint tiwbiau, triniaeth gemegol a chynllunio cynaladwyedd. Y rheolaeth orau ar gyfer risg baeddu yw dylunio peirianyddol, nid rhinweddau nad ydynt yn glynu wrth y deunydd.

Ar ddiwedd y dydd, y systemau cyfnewidydd gwres gorau yw'r rhai a adeiladwyd i osgoi baeddu yn y lle cyntaf o dan amodau gweithredu a ragwelir yn hytrach na'r rhai sy'n dibynnu ar fesurau adfer post.