Солеотложения в трубах с турбулизаторами

Весьма актуальной считается проблема снижения загрязнений на поверхностях теплообмена. Использование охлаждающей воды, содержащей соли временной жесткости, приводит к выпадению их в осадок на поверхностях теплообмена при повышении температуры охлаждающей воды. В последние годы значительно возрос интерес к исследованию возможности снижения солеотложений на поверхностях теплообмена с помощью искусственной турбулизации. Весьма эффективными оказались трубы с кольцевыми турбулизаторами, что подтверждено специально проведенными экспериментами при обтекании водой повышенной жесткости наружной и внутренней поверхностей труб (рис. 1) с различными параметрами турбулизаторов [17]. Скорость воды изменялась в пределах 0.1−1.5 м/с, температура 50−90°С, длительность эксперимента до 360 ч. В результате этих опытов были получены зависимости термического сопротивления слоя солеотложений R_ф, снаружи и внутри труб от параметров турбулизаторов, скорости воды, времени.

Наличие турбулизаторов в 3−5 раз снижает солеотложения на обеих поверхностях труб, причем зависимость R_ф от времени имеет асимптотический характер, через 100−150 ч значение R_ф становится постоянным.

Отложения в трубах с турбулизаторами тем меньше, чем больше высота диафрагм или глубина канавок, чем меньше шаг их размещения. Характерно, что при течении воды повышенной жесткости (до 20 мгэкв/л) в трубах с диафрагмами за 100 ч работы коэффициент теплообмена упал не более чем на 10%, а гидравлическое сопротивление почти не изменилось. Для гладкой трубы за это время коэффициент теплообмена упал на 30%, а сопротивление выросло на 25%. Поэтому эффективность труб с турбулизаторами увеличивается при наличии солеотложений. Если при их отсутствии коэффициент теплообмена увеличивается в 1−2.5 раза, то через 300 ч работы при наличии солеотложений это отношение возрастет до 3.5−5.

Проведенные эксперименты показали, что поскольку солеотложения снаружи и внутри труб с турбулизаторами значительно меньшие, чем в гладких, это позволяет при использовании таких труб обеспечить устойчивую работу теплообменных аппаратов без специальных мероприятий по очистке поверхностей.