משתנה מי הקירור
מי קירור אינו נוזל אחד. זה משתנה מצמח לצמח-מנקייה פעם אחת-באמצעות מי הנהר למי מגדל קירור-גבוהה, עמוסים במוצקים מומסים, חלקיקים מרחפים ופעילות ביולוגית. יש להתאים את מהירות הנוזל הצדדית-במעטפת PTFE-ו-מחליף חום לכימיה הספציפית של מי הקירור.
מהירות נמוכה מדי מאפשרת למוצקים מרחפים לשקוע, מקדמת הצמדת ביופילם ומאיצה את האבנית על משטחי צינור ה-PTFE. מהירות גבוהה מדי מבזבזת אנרגיה בשאיבה, מגבירה את הסיכון לשחיקה ועלולה לגרום לרטט המושרה בזרימה של צינורות ה-PTFE הגמישים.
המהירות האופטימלית היא פשרה בין הדרישות המתחרות הללו, ונקודת האיזון משתנה בהתאם לכימיה של מי הקירור. המלצת מהירות-יחידה-מתאימה- לכל אחד אינה מספקת.
סף מהירות העיכול
למנגנוני עיבוי שונים יש תלות מהירות שונה. הבנה איזה מנגנון שולט בכימיה נתונה של מי קירור מנחה את מפרט המהירות.
עכירות התגבשות-של סידן פחמתי, סידן סולפט או סיליקה-נשלטת בעיקר על ידי טמפרטורה וריכוז, לא מהירות. עם זאת, מהירות גבוהה יותר מפחיתה את טמפרטורת הקיר על ידי שיפור העברת החום, מה שמפחית את כוח מניע ההתגבשות על פני הצינור.
זיהומים חלקיקים-תשקיע סחף תלוי, מוצרי קורוזיה או פסולת הנישאת באוויר-תלוי מאוד במהירות-. מתחת למהירות קריטית, חלקיקים מתיישבים על ידי כוח הכבידה על משטחי צינור אופקיים. המהירות הקריטית למניעת שקיעת חלקיקים על PTFE היא בערך 0.3-0.5 מ"ש, נמוכה מזו של צינורות מתכת מכיוון שהמשטח החלק והידרופובי מפחית את הידבקות החלקיקים.
התקשרות-ביולוגית וצמיחה של מיקרואורגניזמים-רגישה למהירות-. היווצרות ביופילם מעוכבת במהירויות מעל 0.8-1.0 מ"ש, כאשר מתח הגזירה הנוזל עולה על חוזק ההדבקה של הסרט המיקרובי. עם זאת, אנרגיית פני השטח הנמוכה של PTFE כבר מפחיתה את הידבקות הביופילם בהשוואה למשטחי מתכת.
טבלה 1: מעטפת מומלצת-מהירות צד לפי סוג מי קירור
| סוג מי קירור | כימיה טיפוסית | סיכון עכירות ראשוני | מהירות מומלצת (מ/ש) | בָּסִיס |
|---|---|---|---|---|
| פעם אחת-דרך מי הנהר | TDS נמוך, מוצקים מרחפים משתנים | עיוות ביולוגי חלקיקי | 0.5-0.8 | מונע שקיעה; ממתן ביופילם |
| מי מגדל קירור (מחזורים נמוכים) | TDS בינוני, מטופל בביוציד | קנה קנה מידה, קצת ביולוגי | 0.6-1.0 | שולט בקנה המידה באמצעות הפחתת טמפרטורת הקיר |
| מים במגדל קירור (מחזורים גבוהים) | TDS גבוה, קשיות גבוהה | סיכון קנה המידה חמור | 0.8-1.2 | ממקסם את העברת החום כדי למזער את טמפרטורת הקיר |
| מים מטופלים-סגורים | TDS נמוך, מעוכב | עכבה מינימלית | 0.4-0.6 | יעיל-באנרגיה; סיכון עכבה נמוך |
| מי ים (פעם-דרך) | TDS גבוה, כלוריד, פעילות ביולוגית | גידול ביולוגי, קצת אבנית | 1.0-1.5 | מהירות גבוהה מעכבת הצמדות-מאקרו |
| מים מליחים | TDS משתנה, סולפט | קנה מידה, גידול ביולוגי | 0.8-1.2 | פשרה בין קנה מידה ושליטה בזיהומים |
PTFE-שיקולי מהירות ספציפיים
צינורות PTFE גמישים. במהירויות צד-מעל 1.5 מטר לשנייה, רטט המושרה בזרימה- יכול לעורר תנועת צינור. המהירות הקריטית להופעת רטט תלויה בטווח הצינור הלא נתמך. מרווח תמיכה קרוב יותר מאפשר מהירויות גבוהות יותר ללא רטט.
משטחי PTFE הינם הידרופוביים. התנהגות שכבת הגבול שונה ממשטחי מתכת הידרופיליים. מהירות ההחלקה בממשק המים PTFE- מפחיתה מעט את מתח הגזירה של הקיר בהשוואה למשטח מתכת ללא החלקה-. ההשפעה המעשית היא הפחתה קטנה של המהירות הנדרשת להשגת התנגדות עיבוי נתונה.
PTFE is not subject to erosion-corrosion in the conventional sense because there is no protective film to remove. However, at very high velocities (>2.5 מטר לשנייה) עם מים המכילים חלקיקים שוחקים, שחיקה מכנית של משטח ה-PTFE עלולה להתרחש. זה נדיר בשירותי קירור, אך רלוונטי למקורות מים בעלי עומס סחף גבוה.
אופטימיזציה של מהירות עם תכונות נגד-התכלות
עיצוב מחליף החום PTFE יכול לשלב תכונות המשפרות את התנגדות ההתקלה במהירויות נמוכות יותר. בלוכים סליליים יוצרים זרימה מתערבלת הסורקת את משטחי הצינור בצורה יעילה יותר מאשר זרימת הקו הישר- ממבלבול מגזרי. הזרימה המתערבלת שומרת על השעיית חלקיקים ומעכבת הצמדת ביופילם במהירויות נמוכות ב-20-30% מאלו הנדרשות בבלבול קונבנציונלי.
יכולת המהירות הנמוכה מפחיתה את עלויות האנרגיה של השאיבה תוך שמירה על התנגדות הלכלוך של עיצובים בעלי מהירות גבוהה יותר.- החיסכון באנרגיה לאורך חיי הציוד יכול להיות משמעותי.
תַקצִיר
כימיה של מי קירור קובעת את מהירות הצד האופטימלית-במעטפת PTFE-ו-מחליפי חום של צינורות. הטווח המומלץ משתרע על 0.4 מ' לשנייה עבור מי לולאה נקיים- ועד 1.5 מ' לשנייה עבור מי ים. בחירת המהירות מאזנת מניעת שקיעת חלקיקים, עיכוב ביופילם ובקרת קנה מידה מול מגבלות אנרגיית שאיבה ורעידות.
אנרגיית פני השטח הנמוכה והמשטח החלק של PTFE מספקים התנגדות זיהומים אינהרנטית המאפשרת מהירויות נמוכות ב-10-20% מאלו הנדרשות למחליפים מתכתיים באותו שירות. עיצובי לולאות סליל מפחיתים עוד יותר את דרישת המהירות תוך שמירה על בקרת התכלות.
המלצות הנדסיות למפרט מהירות של מעטפת PTFE-ו-מחליף צינורות זמינות עם הגשת ניתוח מי קירור, טווח טמפרטורת הפעלה, היסטוריית הלכלוך של מחליפים קיימים ויכולת שאיבה זמינה.
