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污垢与腐蚀
污垢与腐蚀
第十三章污垢与腐蚀
污垢是在换热器表面上形成的不良物质(沉淀物)的堆积。
不良物质可能是晶体,沉淀,高分子聚合物,灰渣,无机盐,生物残屑,腐蚀产物等等。
污垢是流体与壁面中所发生的质量传递、动量传递以及换热现象相互作用的结果,并且很大程度上取决于换热器的运行工况,而且会影响换热器内的换热和流动状态。
然而多数情况下结污是由很多原因造成的。
通常污垢会导致换热性能的下降、压力上升、加剧腐蚀还可能最终导致换热器完全失效。
腐蚀是在流体和与之接触的环境之间相互侵略的作用下,引起的换热器表面结构材料发生机械恶化的过程。
除腐蚀外,其他的机械性能恶化现象如磨损(在金属材料的接触表面间由于低负荷导致的振动和相对滑动产生的腐蚀)也会对换热器的设计和运行产生重要的影响。
污垢和腐蚀是换热器运行中产生的现象,在设计新换热器和已有换热器的运行中都需要考虑。
本章我们介绍污垢与腐蚀在换热和流动阻力上产生的影响,在章节13.1和13.2中我们详细介绍各种结污机理和结污现象。
在章节13.3中会介绍在换热器性能评价和设计中如何考虑结污的影响。
章节13.4中会介绍各种预防和减轻污垢技术。
最后在章节13.5中简要介绍预防腐蚀的重要性,尤其是腐蚀在换热器运行和设计中的影响。
13.1污垢及其对换热器传热和流动阻力的影响
结污(在某一温度梯度下)意味着在换热器表面经过一段时间产生了一些如同绝热材料(对热流体产生了额外的热阻)的不良沉积物的堆积。
该固体层对热流体增加了额外的热阻,也加大了流体流动阻力。
而且堆积污垢的导热性能通常要比换热器表面材料的差。
实际上还存在其他形式结污但对换热器设计
1
并不重要(如阻塞管路)。
结污是一种极为复杂的现象其特点为存在瞬态传热、传质和动量交换。
在换热器中,液体被加热时存在液侧结污,而气体被冷却时存在气侧结污,有时也存在一些相反的例子。
污垢是很影响设备经济性的,因为会增加换热器表面处理和清洁带来的成本,会增加由于清洗、使用化学添加剂和设备维修所带来的维护费用,会导致由于停机和换热能力下降带来的效率降低,还会增加传热能力降低、流体阻力损失增加和排污带来的能量损耗。
气侧结污在化石燃料燃烧的烟气环境中还会有潜在的火灾隐患,即产生了灾难性的后果而且还需要耗资重建。
在一些工程应用中,结污增加了压力损失、减少气流有效的逆流换热面积并增加烟气浓度(如锅炉烟气中的回热利用)这在排放法规中是不允许的。
在液体流动和高传热系数的系统中,污垢在显著降低传热系数的同时,还会小幅增加流体的泵功。
在低传热系数的系统中污垢会较大的增加泵功,但对换热系数的影响不大。
另外阻塞也会严重增加压力损失,虽然并不会想结污那样覆盖表面但依然在应用中视为结污。
首先我们仅定性的分析一下换热器表面上污垢的影响。
我们即要考虑了发展完全的层流流动和也要考虑发展完全的紊流流动。
根据层流流动和湍流流动结果或者关系式可将传热系数表达为以下的形式:
Nu,k,Nu,常数层流流动,Dh,h,(13.1),
0.8,,,,,km40.4,紊流流动,,.,P0023,,r,,,DPμ,,,,h,,,
D其中应当指出在紊流流动方程表达式中(13.1),我们使用来定义h
2
。
这里的是换热器里所有流道的湿周。
通常我们认为是PP,,R,m•DA,,4mP,ehO
与无关的。
例如,在换热器中直径为5mm的管子与直径为10mm的管子相比是Dh
有相同的但是不同。
在延伸表面是具有相似的情况。
用方程(6.29)和DPh
(6.67)我们表达流动过程的阻力损失为如下形式:
,,,1116L,,,mf,R,,,层流流动e3,22gPD,,ch4LG,,,13.2,p,f,,1.80.2,2Dg,,,,10.04644,Lmhc,,,紊流流动,,,,3,2g,PD,,,,ch,,,
在方程(13.2)中对于发展完全的层流中近似为常数(圆管的理论值f,Re
0.2),而紊流当中是。
污垢产生的最严重的物理影响就是是f,0.046Rf,R,16ee
阻塞流体的流动横截面,这会导致流道的水利直径缩小。
因此,对一个给定的
,物质流量,流动长度,换热面积,以及流体的物性参数时,可由方A(,PL)Lm
程(13.1)和(13.2)中得到,
11h,,p,,,13.33DDhh
方程(13.3)已给出的关系表达式是在假设总湿周为定值忽略了水利直径的变化下得到的。
在工程中,当换热器的D变化时,圆管的也同样会变化。
在这Ah
NP,dN,种情况下,对于管式换热器而言(=管子总数),这样方程(13.2)tit
44.83中的层流,对于紊流则为而不是方程(13.3)中的同时,,p,1D,p,1D1Dhhh
p用方程(6.29)以如下形式来表达在圆管中的紊流流动,定义
3
2:
,G,mA,A•,(,4)d和D,d00ihi
222LGLmLmf,,44132pff(13.4),,,,4522dg,dg,,g,22,dd(4)iciccii
0.2在方程(13.4)中用那么的指数变为1.8,的指数变为4.8.另mdif,0.046Re
外,作为一个额外的影响还应考虑由于结污导致的表面粗糙度的改变使得f改变。
实际上,由于结污过程具有在瞬时特性,使得结污对换热系数和压力损失的影响要远比方程(13.3)和(13.4)复杂。
从方程(13.4)中可知固定质量流量下结污换热器和清洁的换热器的压降之比为如下表达:
p,pfc
5,,pf,Dffhc,,,,(13.5),,pfD,cchf,,,
,而且还认为由于污垢引起的管如果我们认为结污不会影响摩擦因子(i.e.,f,f)cf
内直径减少只有10-20%,根据方程(13.5)忽略流体是气体还是液体,则由结污产生的压力损失可分别近似增加69%-205%[与方程(13.1)或(13.3)h,1Dh
相比]。
由方程(6.1)可知,压力损失的增加会导致的泵功率的增加。
对流体而言液体的密度要远大于气体,所以阻力损失所导致的泵功率增加仍可以处于一个合理的范围。
而且对于相同泵功率而言,液体泵功率的消耗成本要比气体的低。
现在让我们回顾一下换热器中结污的影响。
由于污垢会减少流动面积和管道的,这会增加流体与换热器表面(被污垢层覆盖的)的对流换热系数。
hDh
有两个原因:
流动面积减小而使得流动速度增加,还有由于污垢层增加了表面粗糙度。
但是两者均会显著的增加压力损失。
附着在流体一侧或两侧的污垢层
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(沉积物)会增加热流体到冷流体之间的热阻,因为导热过程势必要通过这层具有较低导热能力的污垢层(见图3.4)。
通常增加的热阻要对换热器总的值UA的降低与上文提到的结污所引起的的增加相比要多。
由于大多数情况下污垢热阻h
()具有很多不确定性、瞬时特性、多变性并且无精确的方法测量,Rf,1hf
使得污垢所引起的的增加往往被忽略或被处理成污垢热阻的经验值。
因此,h
hh在计算结污表面的UA值时,采用清洁表面的冷热流体的传热系数和。
根hc据总的热阻方程(3.20)和(3.24)我们能够得到污垢沉积物会降低UA值而且q的降低液体要比气体更明显。
这是因为同常情况下液体的h值的数量级要比对
气体的高。
为理解这点,我们假设一个理想换热器其理论换热系数为
2,2U,1500Wm,K,总热阻为。
我们可以认为污垢热阻R,6,10,KW0
42,4ˆˆˆ,那么R,(6,3),10m,KW,热流量为R,R,3,10fhfcnew0,,,
ˆ,需要额外的50%的换热面积。
相比而言,对于紧凑型大的气气qATR,,m0,new
2,32ˆ式换热器。
而对于相同的结污热阻U,300Wm,KR,3,10m,KWc0
42换热器的额外面积增加仅需10%。
R,R,3,10m,KWfhfc,,
基于上述所述,液体中的污垢会对传热产生有害影响,同时使泵功有所增加。
与此相反的是,气体(换热器)中的污垢会使传热能力有所降低(通常只有5~10%),但从成本的角度来讲增加的压力损失折算的泵功率却十分显著(可达到几倍)。
着重强调的是,相同的结污系数(或污垢热阻)对同样的或不同的设备来说,在性能上是有不同的影响。
例如,对于同样的结污系数可能会表示在一个运行条件要求高的设备有很严重的结污(如密闭式制冷系统)或在一个运行条件要求不高的设备有较弱的结污(如原油提炼厂的预热流水线)。
另外一个例子,同样的结污系数在两个不同的工厂中,因为不同的原料、预处理和设备可
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能从本质上会有不同的污垢生成率。
13.2结污应考虑的注意事项
如章节13.1所讲的,结污是一个极为复杂的现象,涉及瞬态传热、传质以及动量传递。
结污是受很多的相关变量的影响包括换热器表面、运行工况和内部的流体流动状态。
虽然结污过程及其复杂,但通常的实际情况是将污垢层视为增加的热阻,用经验公式来对换热器的热力性能进行计算。
用上文提到的图表3.4中的经验数据来处理,而更深入的讨论在章节13.3中介绍。
尽管如此但现在的问题是这种简化模型的方法不能反映出结污过程的真实瞬时特性。
通常的处理方法是在TEMAStandards(1999)(见章节13.3和表9.4适用于管状和管壳式换热器)中查找污垢系数或者污垢单元热阻。
然而,更好的方法则是考虑清洗次数的成本来进行最初的安全系数设计(包含结污热阻)。
该安全设计系数是通过在所需的理想换热器基础上增加了更多的换热面积和流动面积比最初设计提供了更多的换热量,但这会降低流体流速因此在某些设备中结污会比最初的设计要快。
现在让我们详细的研究一下不同形式的结污机理,结污的连续过程,以一个结污过程模型为例。
13.2.1结污机理
有六种不同形式的结污机理:
(1)沉淀与结晶结污,
(2)微粒结污;(3)化学反映结污;(4)腐蚀结污;(5)生物结污;(6)凝结(凝固)结污。
只有生物结污不存在于气体侧结污,因为原则上讲气体流动是没有营养物质的。
实际上,在设备中结污机理不止一种,而且他们的协同作用要比理论中的单独结污机理出现更为严重。
应当注意的是还有其他几种结污形式是刚才提到的类别
6
中没有的,如冷凝器中的不凝气体积存。
此外,阻塞也会明显的增加压力损失,并且不会覆盖换热面但我们依然在工程中认为是一种结污。
对污垢进行更为细致的研究可参考Meloetal.(1988)和Bott(1990)。
在沉淀与结晶结污中,主要的生成机理是当换热表面的盐浓度超过溶解度时换热器表面流体中的溶解盐分析出。
因此,沉淀产生的一个必要条件是过度饱和的出现。
盐分沉淀是发生在流体流动中,在热边界层或流动表面(液膜)
这通常发生在加热或者被冷却的水溶液和其他液体的盐溶液中。
的界面处。
.
当溶液处于盐分的溶解度之内时(盐分的溶解度和浓度随温度下降而降低,如析腊、气体的析氢和水/水蒸气的结冰),沉淀结污则发生在低温表面(也就是通过冷却溶液)。
对于溶解度规律相反的盐类(如钙盐和镁盐)盐类沉淀发生在加热的溶液中。
当换热器中存在未处理水、海水、地下水、卤水、氢氧化钠和其他盐的水溶液时出现沉淀结晶结污是很普遍的。
这种结污的特点为在冷却水系统中有二价盐沉淀。
结晶结污可能会出现在含有少量能在冷表面形成晶体的有机物的气体中。
如果沉淀层很坚固(常在反溶解度盐中如冷却水中包含的硬盐)的话就会经常导致水垢。
如果是表面多孔的而且粘稠的,我们称之为泥垢、软盐或者粉状沉淀。
沉淀结晶结污涉及的最主要的现象是蔓延。
在沉淀过程中晶体生长需要形成结晶核。
成核过程控制着整个机理,如换热器表面上作为异相的杂质。
通过扩散,固体颗粒完全的转移到结污表面。
伴随着沉积,由于剪切力产生的迁移现象也会经常出现。
由于结晶和再结晶,温度变化等等,整个结污机理随时在变或者加强或者削弱。
所有的这些现象都受到诸多因素的影响,最主要的是局部温度和温度梯度,而流体方面的因素则包括可容成分的溶解度。
微粒结污指的是换热器表面上流体中固体悬浮物的沉积。
如果是重力引起的,则我们将颗粒结污称之为沉降结污。
因此微粒结污可定义为从换热器工作介质(液体或者气体悬浮物)到换热器表面上的微粒的沉积。
通常情况下,这
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种形式的结污包括流体中扩散的腐蚀产物,河水中的污泥和矿物质颗粒,冷却水中的悬浮固体,不完全燃烧的灰粒,省煤器中的磁粉,脱盐系统中的盐分堆积,空冷器中的灰分堆积,锅炉中存在的部分烟气等等。
微粒结污可归结于如下因素影响的腐蚀产物的堆积,例如材料的腐蚀过程(在换热器表面),换热面上腐蚀产物的扩散和沉积,悬浮颗粒的浓度,结污面的温度条件(加热或非加热),和换热面的热通量。
化学反应结污指的是在流动过程中在热边界层或流面(污垢膜)接触面化学反映物质(污垢初始物)的沉积,其中换热器表面材料并不是反应物或者参与物质。
然而,换热面在分馏,结焦,聚合和氧化反应中起的是催化剂的作用。
有热不稳定性的化学物质。
如沥青和蛋白质也会产生结污初始物。
通常,这种结污存在于转热器中局部温度较高的地方,尽管这种沉积发生在炼油厂和乳制品厂的整个换热器表面上。
该种结污可发生在很广的温度范围内,从常温到1000?
C(1800?
F)以上,但在高温区更为明显。
沉积污垢往往是有机物,但化
学反映需要无机材料来催化。
该种结污机理是种不良化学反映的产物发生于整个换热过程。
石化产业中实现热裂解烃类化合物的分流设备内的结焦沉积就是化学结污的一个例子。
这种现象可在很多制造工业的设备中见到,如炼油,气化热解,油气冷却,单元体的聚合过程等等。
此外,生物流体的换热面结污还包括复杂的多相化学反映和物理化学过程。
如果氧化层被抑制,化学反映结污则会加剧换热表面的腐蚀。
所有的结污都会加剧腐蚀。
在腐蚀结污中,换热面自身会与流体或者流动过程中的化学物质反映。
腐蚀污垢或微量物质随着换热器内的流体流动而且会生成腐蚀产物并在其表面上沉积。
因此,腐蚀结污可看作是换热污垢会换热器性能完全影响下的化学反应结污,而且其腐蚀产物会增加热流与冷流换热之间的热阻。
如果腐蚀产物在换热器上有生成并沉积在换热器表面,则微粒结污或沉积结污的反应机理取决于腐蚀产物在该体流体积容量下是否可溶。
腐蚀与其他形式的结污共同影响主要
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是在一些工程设备中。
腐蚀结污主要取决于换热器表面材料的选择,如果选择正确的材料是可以避免的,但成本会较高。
腐蚀结污在很多设备中是很常见的,尤其是在化学反应结污产生和保护氧化层未形成的表面。
在以化石能源为燃料的锅炉和冷凝器设计中腐蚀结污并不是最重要的因素。
腐蚀结污的主要影响因素有流体的化学特性,换热器表面的氧化层,碱度,局部温度,热流密度的大小和工作介质的质量流速。
应该注意的是,尽管腐蚀的扩散会产生结污对换热器表面有不利的影响,但其远小于由系统内其他地方产生的腐蚀产物造成的微粒结污。
如冷凝器或冷库中由腐蚀产物造成的水侧污垢。
生物结污或生物淤积导致的结污和在换热表面上微生物的依附和生长,主要出现在水流中。
总的来说生物结污可划分为两大类一类是细菌另一种是生物质。
细菌类结污是指微生物的堆积如藻类,真菌,酵母,细菌和霉菌,而生物质结污值得是肉眼可见的生物物质如可在海水和江河内找到的蛤蚌,藤壶,贻贝和草木等。
一般来说,细菌类结污要先于生物质结污,而且被视为主要的。
生物结污通常是以不均匀可变且难移除的菌膜或粘液层的形式存在换热器表面。
尽管生物结污会存在于适合生存的流体中,但却通常与开式循环或带冷却水的直流体统有关。
因为生物结污常伴随着活体组织,所以其主要在0~90?
C(32t~194?
F)的温度区间没存在,在20~50?
C(68~122?
F)温度范围内活跃。
在粘液层中生物结污会促进腐蚀结污。
营养物质,无机盐和适当的微生物能够从绿色流体运输到换热器表面是通过分子扩散或涡流运动,壁面有机物的吸附来实现的。
凝结或盐离子结污是由于液体或其内成分的凝结,或者过冷换热表面上的固体沉积,常出现在液固相变或气流中的气固相变中。
在生成冷冻水和湿冷空气的换热表面上会结冰,而凝结结污发生在冷冻介质混合时如凝结时的析腊(Bott,1981)这种结污发生在温度和压力低于周围环境的工况下。
影响凝结结污的主要影响因素是工作介质的质量流速,温度和结晶条件,换热面的表面
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工况和介质中的固体提前析出。
很多设备中会发生复合结污,不止一种结污形式出现且结污问题相互作用变得十分复杂。
在工业设备中常见的综合结污现象有(Panchal,1999):
由生物淤积,结晶,化学反映伴随的微粒结污。
化学反映伴随的结晶结污
气体中伴随微粒沉积的有机/无机蒸汽的凝结结污
盐类混合的结晶结污
原油中的沥青沉淀,热解,聚合或无机物沉积产生的综合结污,伴随生物淤积,结晶,化学反映的腐蚀结污
如下为一些腐蚀与结污的相互作用的实例:
生物质腐蚀(MIC)(点状腐蚀)
石油加工过程中出现的垢下腐蚀
冷却水设备中的同时生物淤积和腐蚀
腐蚀产物的结污
很明显无法给出统一的结污过程模型,因为不仅只有刚才提及到已经公认的六种结污机理,在很多情况下不仅一种结污机理存在而是相互作用。
然而还是可以提出一小部分变量能够大概描述结污过程的,有
(1)流速,
(2)流体与换热面的温度和二者温差(3)流体的物理化学特性(4)换热表面的性质(5)管道的集合特性。
其他的重要变量还包括污垢或前物质,杂质的浓度,换热表面的粗糙度,表面化学特性,流体的化学特性(PH值,氧浓度等)。
总的来说,高流速会减少污垢沉积和侵蚀但于此同时会增加换热器表面的磨损和腐蚀。
高温
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会促进化学反映腐蚀,结晶形成(反溶解度盐)和聚合作用,但会减少生物淤积,凝结和正溶解度盐的沉积。
所以推荐维持较低的表面温度。
13.2.2单相流流体侧的结污
单相流的流体侧结污经常是由以下原因造成的:
(1)流体中的矿物质沉淀;
(2)各种微粒的沉淀;(3)生物结污;(4)腐蚀结污引起的。
其他形式的结污也会出现。
不过更重要的是多种结污机理共同作用产生。
这些结污机理中运行变量的一些定性影响可见表13.1。
污垢在换热器中的定量影响可用污垢热阻的概念来估算出来,可计算在结污和清洁的冷凝器中的整个换热表面的换热系数(见章节13.3)工程上经常使用的另一个定义这些变量的参数是洁净度。
其定义了一个换热器在结污工况下和洁净(无污垢)运行工况下换热系数的比率。
结污对压力损失的影响可定义为结污引起的减少的自由流动面积和摩擦因子的改变。
表13.1流体侧污垢运行变量的影响
运行变量沉淀凝结微粒化学特性腐蚀生物淤积
11
,,温度,,,,,,,,,,
,流速,,,,,,,,,
过度饱和————————,,
PH值————,,,,,,,
杂质——————————,
浓度——————,,,
表面粗糙度——,,,,,,,
压力——,,,,,,氧气——,,,,,,
来源:
数据来自Cannas(1986)
由于运行变量的数值增加使得列出的结污机理增加的话用(,)表示,减少用(,),表示,无影响用(,),破折号—表示所列的变量无影响。
13.2.3单相流气侧结污
气侧结污是由沉淀(污垢),微粒沉积,化学腐蚀反映和凝结产生的。
如果换热表面的温度很低促使了盐类化合物析出则在气流中会出现硬垢。
微粒沉积的一个实例就是工厂中的残留物。
各种化学物质使用过多如硫,钒和钠会引发各种化学放映结污问题。
结霜和各种冰晶沉积是典型的气侧凝结结污的例子。
Marner(1990,1996)已经给出了一个成熟的理论关于换热器表面上的气侧结
12
污。
表13.2给出了气侧结污中的运行变量的定性影响。
表13.2流体侧污垢运行变量的影响
运行变量沉淀凝结化学特性腐蚀温度,,,,,,,流速,,,,,,,,,杂质——————,
浓度——,,,
空燃比,——,——表面粗糙度————,,,,含氧量,,,——硫————,,
来源:
数据来自Cannas(1986).
由于运行变量的数值增加使得列出的结污机理增加的话用(,)表示,减少用(,),表示,无影响用(,),破折号—表示所列的变量无影响。
13.2.4紧凑式换热器结污
紧凑式换热器中的微通道具有很高的切变速率,而且板式换热器要比管壳
13
式换热器高四分之三的。
这会很大程度上降低结污。
然而采用微通道的形式时会在管路中产生阻塞问题。
为避免阻塞,微粒的大小必须通过过滤来限制或其他方法保证尺寸小于换热器管道最小通路的三分之一。
还应注意,微粒沉积和结块会存在于软表面处。
13.2.5结污的连续过程
从章节13.2.1中讨论过的各种结污形式的实验数据上来看,很明显这些结污过程都具有几个类似的阶段。
这些阶段可分为:
(1)起始阶段
(2)运输阶段(3)吸附阶段(4)迁移阶段(5)老化阶段,这些阶段的概念则是由Epstein(1978)提出的。
这五个阶段贯穿了整个结污过程,并最终决定了对换热器性能的影响。
而且在某些情况下,某个阶段决定了结污过程,而且会直接影响是何种形式的结污。
这里让我们简要的总结一下这些结污过程(Cannas,1986)
起始阶段是结污过程的第一个阶段,在此之前存在一个延迟期或者诱导
,时间如图13.1所示。
该阶段的基本特点是在该时期内形成异相结晶核且较dd
短,成核速率较高。
温度,流速,结污流体的成分、特性和换热器工况会影响。
d低能表面(不可湿表面)要比高能表面(可湿表面)有更长的诱导期。
在洁净
,结污中,随着过饱和度的增加趋于下降。
在化学反应结污中,随着表面温dd
度的增加而减少。
在所有的结污过程中,会随表面粗糙度的增加而减少,其d
原因为会产生对成核,吸附和粘附更为有利的质点。
运输阶段指的是主要成分,反应物或者结污物质大量的从流体转移到换热表面上。
运输阶段是几个连续阶段中最为难理解的阶段。
运输过程的形成原因有以下的一点或几点:
14
扩散:
是指流体到换热表面的污垢成分由于流体与其邻近的换热表面之间
的物质浓度差引起的物质交换
电磁脉冲:
在电磁力的影响下,带电的污垢微粒会朝向或远离带电的表面,
这取决于微粒和表面的极性。
由于电磁脉冲产生的沉积会随着流体导电率
的下降,流体温度的增加和流体流速的加快而增多,然而这也取决于溶液
的PH值,表面力如范德瓦尔兹力和电偶相互作用力通常是静电结污的主要
影响因素。
热迁移:
是一种微粒依靠“热力”沿负温度梯度从热区域运动到冷区域的
现象。
因此,热墙附近的高温度梯度会阻碍微粒结污,然而对绝对值相等
的冷墙温度梯度会促进微粒结污。
热迁移对气体的影响要大于对液体的。
扩散泳:
其中包含了换热表面上气流的凝结。
沉降:
是指微粒物质的沉积如生锈,泥土,在重力下落在热器表面上的粉
尘,要形成沉积的话,向下的重力要大于向上的牵引力,在微粒较大而流
速较低的情况下会产生沉积。
在冷却水塔和一些生锈与粉尘在复杂的化学
反应中起催化作用的设备里经常看到。
惯性冲击:
是一种“大”微粒具有较大的惯性随着流体运动撞击表面的现
象。
紊流脉动:
是由于紊流边界层的粘性底层不稳定流体在紊流脉动的作用下
产生运动。
这可看作是在换热器表面随意分布的一个可测引力场。
吸附阶段包括了一系列污垢在换热表面上的物理化学过程而且也不易理
解。
吸附过程的三个重要影响因素是:
表面工况,表面张力,附着概率。
三个因素相互作用并同时影响着附着过程。
对吸附起主要作用的表面工况特性包括表面自由能,可湿性(接触角,铺
展性)与侵入热。
可湿性和侵入热会随壁面与近流层的表面自由能差异增
加而提高。
非可湿或低能表面要比可湿或高能表面有更长的诱导期也会产
15
生更少的结污(如聚合物或陶瓷涂层)表面粗糙
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