Pour un radiateur de faisceau de tubes en titane dans une solution à 15 % de sulfate d'aluminium (alun) à 70 degrés, quelle est l'épaisseur critique du tartre d'hydroxyde d'aluminium qui entraîne une réduction de 50 % de l'efficacité du transfert de chaleur ?
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Pour un réchauffeur de faisceaux de tubes en titane dans une solution à 15 % de sulfate d'aluminium (alun) à 70 degrés, quelle est l'épaisseur critique du tartre d'hydroxyde d'aluminium qui entraîne une réduction de 50 % de l'efficacité du transfert de chaleur ?
Dans 15 % de sulfate d'aluminium (alun) à 70 degrés, le tartre d'hydroxyde d'aluminium (Al(OH)₃) précipite sur les surfaces chaudes en titane. La balance a une faible conductivité thermique (0,2 à 0,4 W/m·K, contre 21,9 W/m·K pour le titane). Une épaisseur critique de calamine de 0,5 mm entraîne une réduction de 50 % de l’efficacité du transfert de chaleur, ce qui nécessite une multiplication par 2 du temps de chauffage ou de la consommation électrique.
Réduction quantitative du transfert de chaleur par rapport à l'épaisseur du tartre
Pour le titane Grade 2, 15 % Al₂(SO₄)₃ à 70 degrés, flux thermique 20 W/cm² :
| Épaisseur de l'échelle (mm) | Résistance thermique ajoutée (m²·K/W) | Réduction du transfert de chaleur (%) | Augmentation de puissance requise |
|---|---|---|---|
| 0 (propre) | 0 | 0% | 1.0× |
| 0.1 | 0.00025–0.0005 | 10–20% | 1.1–1.25× |
| 0.2 | 0.0005–0.001 | 20–35% | 1.25–1.5× |
| 0.3 | 0.00075–0.0015 | 30–50% | 1.4–2.0× |
| 0.5 | 0.00125–0.0025 | 45–65% | 1.8–2.8× |
| 1.0 | 0.0025–0.005 | 65–85% | 2.8–6.5× |
Taux de croissance de l'échelle en fonction du temps
| Temps (heures) | Épaisseur de l'échelle (mm) | Réduction du transfert de chaleur (%) |
|---|---|---|
| 100 | 0.05–0.10 | 5–15% |
| 500 | 0.15–0.30 | 20–45% |
| 1,000 | 0.25–0.50 | 35–65% |
| 2,000 | 0.40–0.80 | 50–80% |
Guide de gestion des balances
| Épaisseur de l'échelle (mm) | Réduction du transfert de chaleur | Action recommandée | Fréquence de nettoyage |
|---|---|---|---|
| <0.1 | <15% | Aucun | Annuel |
| 0.1–0.2 | 15–30% | Moniteur | Trimestriel |
| 0.2–0.5 | 30–60% | Nettoyer immédiatement | Mensuel |
| >0.5 | >60% | Critique – nettoyer maintenant | Hebdomadaire |
Recommandation technique
For aluminum sulfate service, clean the heater when scale thickness reaches 0.3 mm to prevent >50 % de perte de transfert de chaleur. Utilisez 5 % d’acide chlorhydrique à 50 degrés pendant 30 minutes pour dissoudre le tartre Al(OH)₃. En contrôlant l’épaisseur du tartre, l’ingénieur maintient l’efficacité du transfert de chaleur.
