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结垢如何影响传热

节约能源成本的一种方法是确保工业应用中的锅炉和冷却系统高效运行. 当硬水通过管道时, 水中的杂质会沉淀到里面, 建立规模. 当水沸腾时,杂质甚至更快地沉积在锅炉的管道内部. 这些沉积的杂质随着时间的推移而积累. 它们通常被称为缩放. 由于结垢导致管道直径缩小,增加了输送水通过管道所需的泵动力. 结垢还会增加管道的热阻, 使它需要更多的热量来烧开水或更多的冷却来降低水的温度. 规模化的影响是由于效率降低而增加能源成本.

清除管道内部的结垢是一个困难、劳动密集和昂贵的过程. 对水进行处理以防止水垢的积聚比试图在水垢沉积后清除水垢更经济有效. 去除水硬度的水处理程序有助于防止水垢的形成,从而降低传热效率. 图20显示了鳞片厚度与传热效率之间的关系. 随着管道内水垢的积累,加热或冷却水需要更多的能量.

 

步骤一
水的硬度对换热效率的影响. 随着管道内结垢的增加, 加热或冷却水所需的能量百分比呈线性增加.

 

当水垢在管道内堆积时, 热传递阻力逐渐增加. 这意味着当系统变得更低效时, 加热或冷却管道中的水需要更多的能量. 图21. 管子的横截面显示由于硬水而形成的水垢. 注意,由于水的硬度而产生的水垢可能伴有腐蚀. 水垢的矿物含量可以通过沉积物的颜色反映出来.

 

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管子的横截面显示由于硬水而形成的水垢. 注意,由于水的硬度而产生的水垢可能伴有腐蚀. 水垢的矿物含量可以通过沉积物的颜色反映出来.

 

随着时间的推移,水垢会不断累积,并常常伴随着腐蚀,当水未经过处理以降低硬度时,水垢会进一步变窄. 当管道未经处理时, 水处理的温度会变得越来越难控制. 效率较低的传热过程浪费能源,成本较高. 而水处理项目要花钱, 这一费用通常被维持传热效率所节省的费用所抵消.

 

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结垢减少了管道内部的截面积, 增加了输送水所需的抽水功率,同时降低了传热效率.

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