DOI: https://doi.org/10.20998/2078-5364.2019.4.03

МОДЕЛІ УТВОРЕННЯ ЗАБРУДНЕНЬ НА ПОВЕРХНЯХ НАГРІВУ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ ДЛЯ ПЛАСТИНЧАТИХ ТЕПЛООБМІННИКІВ

O Matsegora, O Arsenyeva, L Tovazhnyanskyy, P Kapustenko

Анотація


Представлені основні чинники забруднення на теплопередаючих поверхнях. Розглянуті моделі, що контролюють процес утворення і накопичення забруднення, яке провокує розвиток термічного опору шару забруднення і втрату тиску за рахунок зменшення поперечного розрізу каналу. Проаналізовано моделі розвитку забруднення в часі на інтенсифікованих теплообмінних поверхнях та їх використання для математичного моделювання процесу забруднення в ПТО, з урахуванням зміни локальних параметрів, що підвищить точність розрахунків впливу забруднень на інтенсивність процесу теплопередачі.

Ключові слова


поверхня теплопередачі, забруднення поверхні теплопередачі, інтенсифікована поверхня теплопередачі, математична модель, пластинчатий теплообмінник

Повний текст:

PDF

Посилання


Crittenden B., Yang M. 2011: Technical review of fouling and its impact on heat transfer. Report on project FP7-SME-2010-1 262205/ INTHEAT. http://intheat.dcs.uni-pannon.hu/wp-content/uploads/2011/11/D1.2.pdf (Accessed 10.10.2014).

TEMA. 2007. Standards of the Tubular Exchanger Manufacturers Association, 9th edn., TEMA Inc., New York.

Klemes J.J., Arsenyeva O., Kapustenko P., Tovazhnyanskyy L., 2015, Compact Heat Exchangers for Energy Transfer Intensification: Low Grade Heat and Fouling Mitigation, CRC Press, Boca Raton, FL, USA.

Bansal B., Chen X.D. 2006. A critical review of milk fouling in heat exchangers. Comprehensive reviews in food science and food safety 5: 27–33.

Kern D.Q., Seaton R.E. 1959. A Theoretical Analysis of Thermal Surface Fouling. British Chem. Engn. 4: 258–262.

Epstein N. 1983. Fouling of heat exchangers. In Heat Exchangers: Theory and Practice (J. Taborek, G . F. Hewitt and N. Afgan, eds.), 795-815.

Hemisphere, Washington DC, USA.

Muller-Steinhagen H. M. 1999. Cooling water fouling in heat exchangers. Advances in heat transfer 33: 415–495.

Malayeri, M. R. and Muller-Steinhagen, H., 2007. Initiation of CASO4 scale formation on heat transfer surface under pool boiling conditions, Heat Transfer Engineering 28: 240–247.

Mwaba M.G., Golriz M.R., Gu J. 2006. A semi-empirical correlation for crystallization fouling on heat exchange surfaces. Applied Thermal Engineering 26: 440–447.

Crittenden B.D. and Kolaczkowski S. T. 1979b. Energy savings through the accurate prediction of heat transfer fouling resistances. In Energy for Industry, P. W. O'Callaghan (Ed.), Pergamon, Oxford, 1979; 257–266.

Ishiyama E.M., Paterson W.R., Wilson D.I. 2011. Optimum cleaning cycles for heat transfer equipment undergoing fouling and ageing. Chemical Engineering Science 66 (4): 604–612.

Ebert W.A., Panchal C.B. 1997. Analysis of Exxon crude slip stream coking data, in: C.B. Panchal, et al. (Eds.), Fouling Mitigation of Industrial Heat-Exchange Equipment, Begell House. New York. USA. 451–460.

Polley G.T., Wilson D.I., Yeap B.L., Pugh S.J. 2002. Evaluation of laboratory crude oil threshold fouling data for application to refinery preheat trains. Applied Thermal Engineering 22: 777–788.

Yang M., Crittenden B. 2012. Fouling thresholds in bare tubes and tubes fitted with inserts. Applied Energy 89: 67–73.

Panchal C.B., Knudsen J.G. 1998. Mitigation of Water Fouling: Technology Status and Challenges. Advances in Heat Transfer 31: 431–474.

Ritchie J.M., Droegemueller P. 2008. Application of tube inserts in heat exchangers: benefits of tube inserts. In: Hewitt G.F., editor. Heat exchanger design Handbook. Begell House, Redding, CT; [Section 3.21.2].

Marriott J. 1971. Where and how to use plate heat exchangers. Chemical Engineering 78 (8): 127–134

Tovazhnyanskyy L.L., Kapustenko P.A. 1984. Intensification of heat and mass transfer in channels of plate condensers. Chemical Engineering Communications 31 (6): 351–366.

Arsenyeva O.P., Tovazhnyanskyy L.L., Kapustenko P.O., Khavin G.L., Yuzbashyan A.P., Arsenyev P.Y., 2016, Two types of welded plate heat exchangers for efficient heat recovery in industry. Applied Thermal Engineering, 105, 763–773.

Karabelas A.J., Yiantsios S.G., Thonon B., and Grillot J.M. 1997. Liquid side fouling of Heat Exchangers. An Integrated R&D Approach for Conventional and Novel Designs. Applied Thermal Engineering 7 (8-10): 727–737.

Bansal B., Muller-Steinhagen H., Chen X.D. 2000. Performance of plate heat exchangers during calcium sulphate fouling — investigation with an in-line filter. Chemical Engineering and Processing 39: 507–519.

Gogenko A.L., Anipko O.B., Arsenyeva O.P., Kapustenko P.O., 2007, Accounting for fouling in plate heat exchanger design, Chemical Engineering Transactions, 12, 207–212.

Demirskiy O.V., Kapustenko P.O., Arsenyeva O.P., Matsegora O.I., Pugach Y.A., 2018, Prediction of fouling tendency in PHE by data of on-site monitoring. Case study at sugar factory. Applied Thermal Engineering, 128: 1074–1081.

Crittenden B.D., Yang M., Dong L., Hanson R., Jones J., Kundu K., Harris J., Klochok O., Arsenyeva O., Kapustenko P., 2015, Crystallization fouling with enhanced heat transfer surfaces. Heat Transfer Engineering. 36 (7-8): 741–749.

Arsenyeva O., Tovazhnyanskyy L., Kapustenko P., Khavin G., 2011, The generalized correlation for friction factor in crisscross flow channels of plate heat exchangers, Chemical Engineering Transactions, 25, 399–404.

Kapustenko P., Arsenyeva O., Dolgonosova O., 2011, The heat and momentum transfers relation in channels of plate heat exchangers, Chemical Engineering Transactions, 25: 357–362.

Arsenyeva O.P., Tovazhnyanskyy L.L., Kapustenko P.O., Demirskiy O.V., 2014, Generalised semi-empirical correlation for heat transfer in channels of plate heat exchanger. Applied Thermal Engineering, 70(2), 1208–1215.

Kapustenko P., Klemeš J., Arsenyeva O., Matsegora O., Vasilenko O., 2018, Accounting for local features of fouling formation on PHE heat transfer surface. Frontiers of Chemical Science and Engineering, 12(4): 619–629.

Arsenyeva O., Tovazhnyanskyy L., Kapustenko P., Khavin G., 2009. Mathematical modelling and optimal design of plate-and-frame heat exchangers, Chemical Engineering Transactions. 18, 791–796.