در مهندسی حرارتی، مبادلات گرما لوله های بالدار به دلیل سطح انتقال گرما آنها بسیار ارزشمند است. با این حال، مهندسان اغلب در طول عملیات طولانی مدت با یک چالش مهم روبرو می شوند:کاهش شدید بهره وری انتقال گرمامقصر اصلی این کاهش عملکرد مقاومت حرارتی است (که اغلب به عنوان عامل آلودگی شناخته می شود).این راهنما توضیح می دهد که چرا لوله های بالدار خراب می شوند و استراتژی های فنی عملی برای کنترل مقاومت حرارتی را به طور موثر ارائه می دهد.

با توجه به ویژگی های ساختاری پیچیده آن، لوله های بالدار به راحتی به یک "پناهگاه امن" برای کثافت، خاکستری و مقیاس تبدیل می شوند.انباشت آلودگی در شرایط خاص کار تبدیل به یک مشکل عمده می شود:

• محتوای بالای خاکستری در گاز دود: جریان های گاز پر از ذرات باعث رسوب سریع گرد و غبار می شوند.
• سرعت گاز کم: سرعت جریان ناکافی قادر به ارائه نیروی برش لازم برای دفع ذرات سپرده نشده نیست.
• خوردگی نقطه عطس: هنگامی که دمای آب پایین تر از نقطه عطس اسیدی می آید، یک سطح چسبناک ایجاد می شود که با خاکستر متصل می شود و یک لایه سخت و ضد عفونی کننده ایجاد می کند.

1. محاسبه های طراحی مبادله گرما را باطل می کند

در طول مرحله طراحی، فاکتور آلودگی به طور کلی یک مقدار تخمین زده یا فرض شده است، در حالی که مقاومت های حرارتی دیگر با استفاده از همبستگی های تجربی دقیق محاسبه می شوند.در صورتی که میزان مقاومت گرمایی در برابر آلودگی بیش از حد زیاد باشد، محاسبات دقیق سایر اجزای آن اهمیت مهندسی خود را از دست می دهند.

1. افزایش سرمایه و هزینه های عملیاتی

برای جبران از دست دادن انتقال گرما ناشی از آلودگی بیش از حد، مهندسان باید منطقه انتقال گرما از مبادله گرما لوله بالدار را افزایش دهند.این امر منجر به تجهیزات بزرگ تر و هزینه های سرمایه گذاری اولیه بالاتر می شودعلاوه بر این، اگر یک مبادله گرما در زمان کار اولیه عملکرد فوق العاده خوبی داشته باشد اما با گذشت زمان کاهش قابل توجهی در عملکرد داشته باشد،گردهمایی گرد و غبار و کثافت تقریباً مطمئناً علت اصلی آن است.

در طول مرحله طراحی، بسیار توصیه می شود که یک آستانه تحمل برای مقاومت حرارتی فولینگ تعیین شود، معمولا حدود 20٪ از مقاومت حرارتی کل را محدود می کند.اگر آلودگی پیش بینی شده از این حد فراتر رود، طراحان باید این اقدامات را انجام دهند:

• سرعت مایع را افزایش دهید: سرعت جریان مایع را افزایش دهید تا توانایی خود تمیز کردن سیستم را افزایش دهید و از جمع شدن خاکستر بر روی سطوح لوله جلوگیری کنید.
• بهینه سازی هندسه باله: طراحی ساختاری را با افزایش فاصله باله و فاصله لوله تنظیم کنید. در غیر این صورت، از طرح های باله تخصصی با آلودگی کم استفاده کنید.مانند لوله های پرنده دار H یا لوله های پرنده دار پرنده دار، که به طور ذاتی در برابر تجمع خاکستری مقاوم هستند.
• نصب سیستم های تنفس دود: مبادله گرما را با فن آوری های فعال تخلیه، مانند تنفس کننده های دود صوتی یا بخار، برای حذف اجباری سپرده ها در طول کار، مجهز کنید.
• پروفایل های لوله ضد فولینگ را انتخاب کنید:ارزیابی ویژگی های گاز دود از قبل و انتخاب یک پروفایل لوله بالدار به طور خاص طراحی شده برای به حداقل رساندن نگهداری گرد و غبار در محیط صنعتی خاص خود را.