Как образование накипи влияет на теплопередачу
Один из способов сократить расходы на электроэнергию — обеспечить эффективную работу котлов и систем охлаждения, используемых в промышленности. Когда жесткая вода проходит по трубам, содержащиеся в ней примеси оседают внутрь, образуя накипь. При кипении воды примеси еще быстрее оседают на внутренней стороне труб в котле. Эти осажденные примеси со временем накапливаются. Они широко известны как масштабирование. Сужение диаметра труб из-за образования накипи увеличивает мощность насоса, необходимую для перемещения воды по трубам. Накипь также увеличивает тепловое сопротивление трубы, в результате чего требуется больше тепла для кипячения воды или больше охлаждения для снижения температуры воды. Эффект масштабирования заключается в увеличении затрат на энергию из-за снижения эффективности.
Удаление накипи внутри труб — сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс. Обработка воды для предотвращения образования накипи более рентабельна, чем попытки удалить накипь после ее отложения.
Влияние жесткости воды на эффективность теплопередачи. По мере увеличения образования накипи внутри труб процент энергии, необходимой для нагрева или охлаждения воды, увеличивается линейно.
Когда внутри труб образуется накипь, кумулятивно увеличивается сопротивление теплопередаче. Это означает, что по мере того, как система становится менее эффективной, требуется все больше энергии для нагрева или охлаждения воды в загрязнённых трубах. Рис. 21. Поперечные сечения трубы, демонстрирующие образование накипи из-за жесткой воды. Обратите внимание, что накипь из-за жесткости воды может сопровождаться коррозией.
Поперечные сечения трубы, демонстрирующие образование накипи из-за жесткой воды. Обратите внимание, что накипь из-за жесткости воды может сопровождаться коррозией. Минеральный состав накипи может отражаться в цвете отложений.
Накипь со временем продолжает накапливаться и часто сопровождается коррозией и дальнейшим сужением, если вода не подвергалась обработке для снижения жесткости. Когда трубы остаются необработанными, контролировать температуру технологической воды становится все труднее. Процессы теплопередачи, которые менее эффективны в отходах энергии и стоят дороже. Хотя программа водоподготовки стоит денег, затраты обычно компенсируются экономией, полученной за счет поддержания эффективности теплопередачи.
Накипь уменьшает площадь поперечного сечения внутри труб, увеличивая мощность насоса, необходимую для перемещения воды, а также снижая эффективность теплопередачи.
Быстрые ссылки
Найдите ближайший к вам очиститель воды: Свяжитесь с компанией в вашем регионе.
сантехника – Эффект изменения размера трубы
Задавать вопрос
спросил
Изменено 4 года, 6 месяцев назад
Просмотрено 106 тысяч раз
У меня есть пара вопросов по размерам трубы, но я все еще немного запутался и не могу найти простой ответ.
Я буду использовать это изображение, чтобы получить представление о том, на что я хочу ответить.
Размеры не должны иметь значения, но если бы они были; мы предположим, что маленькие трубы имеют диаметр 1/2 дюйма, а большая труба — всего 3/4 дюйма. Как влияет на расход воды увеличение размера трубы (в центральную большую трубу)? И тогда как это влияет на поток, чтобы уменьшить размер?
Форма не обязательно должна быть U-образной; Я просто подумал, что он убьет двух зайцев одним выстрелом.
Он просто представляет собой увеличение, а затем уменьшение. Вы можете рассматривать их отдельно в ответах или в целом, если это имеет значение.
Мои общие мысли, из того, что я смог прочитать в Интернете, заключаются в том, что давление может немного увеличиваться при входе в большую трубу или уменьшаться при опускании. Просто из-за трения – меньшая труба имеет большее трение о воду, чем большая труба. Если бы это был один кусок водопровода, было бы давление на выходе справа примерно таким же, как давление на входе слева?
Другое дело, я вижу скорость воды. Увеличение размера трубы замедляет поток воды, а уменьшение размера трубы ускоряет его? Опять же, если бы это было одно целое, было бы это сбалансировано, и скорость выхода была бы такой же, как скорость входа?
- водопровод
- водопровод
- трубы
6
Вы должны увидеть одинаковое давление воды с обеих сторон большей секции трубы.
Я не ожидал, что большая труба действительно будет иметь какое-то существенное значение.
В большей трубе вода будет течь медленнее, но давление возрастет (закон Бернулли, тот же, что заставляет крыло самолета летать, но в гидродинамике). Вода заполнит и создаст давление в большей трубе, и большее давление в сечении большой трубы заставит воду поступать в маленькую трубу на дальней стороне с той же скоростью, с которой вода поступала на ближнюю сторону. Опять же из-за явления, описываемого законом Бернулли, более быстро движущаяся вода в меньшей трубе будет оказывать меньшее давление на трубу. Это не означает, что в меньшем сечении трубы меньше энергии. Часть этой энергии приходится на больший импульс жидкости. Таким образом, вода, вытекающая из конца этой трубы, будет двигаться с той же силой, что и вода, вошедшая в другой конец.
2
Скорость, расход и давление будут почти одинаковыми на входе и выходе этой сборки.
Единственная разница будет заключаться в потерях энергии при движении по трубе, т.е. падение давления из-за сопротивления.
1
Более крупная труба и более низкая скорость обеспечивают меньшую потерю давления. Фитинги в большей трубе также имеют меньшую потерю давления. Итак, учитывая все обстоятельства, если вы хотите уменьшить потери давления через ряд труб и фитингов, вы увеличиваете размер. Компромисс заключается в том, что большие трубы и фитинги стоят дороже, и, как отмечено в комментарии здесь, для подачи горячей воды потребуется больше времени.
В примере, который вы нарисовали, большая труба и колена на этой большей трубе будут означать, что вы получите больше первоначального давления на фитинг, а не потеряете его из-за трения в трубе, по сравнению с тем, если бы вы использовали маленькая трубка на всю длину. Разница будет зависеть от скорости потока, поэтому существует много разных размеров труб.
На самом деле существует дополнительная потеря давления, вызванная простым изменением размера трубы (и это будет зависеть от того, какой тип фитинга вы используете для этого), потому что вода должна менять направление (вытекать или втекать, а не прямо вниз по трубе). ), так что это также необходимо учитывать, когда вы решаете, стоит ли увеличивать размер трубы.
В конце концов, для реальной системы необходимо рассчитать потери, чтобы определить наилучший компромисс между затратами и потерями давления.
Я ожидаю, что давление уменьшится, когда он войдет в большую трубу, так как он может затем расшириться в больший объем. Тем не менее, применение в реальном мире должно было бы определить любой фактический эффект. Так как вода в движении будет буферизоваться, когда встретится с препятствием. Подобно камню в реке, вода образует буферный пузырь за камнем.
Таким образом, фактическое втекание из 1/2″ и выход обратно в 1/2″, скорее всего, не покажет никакой разницы, чем полный изгиб 1/2″ от изгиба 3/4″.