¿Cuál es el factor de suciedad en un intercambiador de calor?

El ensuciamiento es la acumulación de material no deseado en superficies sólidas. Los materiales contaminantes pueden consistir en organismos vivos o una sustancia no viva (inorgánica u orgánica).

El rendimiento de los intercambiadores de calor generalmente se deteriora con el tiempo como resultado de la acumulación de depósitos en las superficies de transferencia de calor. La capa de depósitos representa una resistencia adicional a la transferencia de calor y hace que disminuya la velocidad de transferencia de calor en un intercambiador de calor. El efecto neto de estas acumulaciones en la transferencia de calor está representado por un factor de incrustación Rf, que es una medida de la resistencia térmica introducida por la incrustación.

El tipo más común de suciedad es la precipitación de depósitos sólidos en un fluido en las superficies de transferencia de calor. Puede observar este tipo de incrustaciones incluso en su casa. Si revisa las superficies internas de su tetera después de un uso prolongado, probablemente notará una capa de depósitos a base de calcio en las superficies en las que se produce la ebullición. Este es especialmente el caso en áreas donde el agua es dura.

Tubo condensador con escala de carbonato de calcio

Otra forma de incrustación, que es común en la industria de procesos químicos, es la corrosión y otras incrustaciones químicas. En este caso, las superficies están sucias por la acumulación de los productos de las reacciones químicas en las superficies.

Tubo de latón con trazas de corrosión

FACTOR DE FALLAS

El factor de ensuciamiento Rf es una medida de la resistencia térmica introducida por el ensuciamiento. El factor de incrustación es obviamente cero para un nuevo intercambiador de calor y aumenta con el tiempo a medida que se acumulan depósitos sólidos en la superficie del intercambiador de calor. El factor de incrustación depende de la temperatura de funcionamiento y la velocidad de los fluidos, así como de la duración del servicio. El ensuciamiento aumenta con el aumento de la temperatura y la disminución de la velocidad. La relación del coeficiente global de transferencia de calor es válida para superficies limpias y necesita ser modificada para tener en cuenta los efectos de la incrustación en las superficies internas y externas del tubo.

Para un intercambiador de calor de carcasa y tubo sin terminar, se puede expresar como:

Rf, i y Rf, o son los factores de ensuciamiento en las superficies internas y externas.

En aplicaciones donde es probable que ocurra, se debe tener en cuenta el ensuciamiento en el diseño y la selección de los intercambiadores de calor. En tales aplicaciones, puede ser necesario seleccionar un intercambiador de calor más grande y, por lo tanto, más costoso para garantizar que cumpla con los requisitos de transferencia de calor de diseño incluso después de que ocurra la incrustación.

FUENTES-

1-Transferencia de calor: un enfoque práctico de YA Çengel, publicado por McGraw-Hill.

2 -Fouling – Wikipedia

El factor de ensuciamiento es Un factor que se introduce para el análisis de superficies de transferencia de calor sucias, ya que ningún intercambiador de calor puede mantenerse completamente limpio.

Con el paso del tiempo, las superficies se ensucian debido a incrustaciones, depósitos, corrosión, etc. Esto da como resultado una reducción en el coeficiente de transferencia de calor ya que la escala ofrece una resistencia térmica a la transferencia de calor.

El efecto de la incrustación se explica por un término llamado factor de incrustación o factor de suciedad .

Se podría considerar que un nuevo intercambiador de calor tiene superficies limpias, por lo tanto, para un nuevo factor de contaminación del intercambiador de calor es CERO.

Es interesante observar que el factor de incrustación para un intercambiador de calor contaminado no puede calcularse teóricamente, sino que debe determinarse experimentalmente al encontrar el coeficiente de transferencia de calor para un HX ‘limpio’ y un HX ‘sucio’ de diseño idéntico que opere bajo condiciones ideales.

El factor de incrustación depende de la velocidad del flujo y de la temperatura de funcionamiento, la incrustación aumenta al disminuir la velocidad y aumentar la temperatura.

Espero que esto ayude.

El factor de ensuciamiento es el factor de suciedad, típicamente denotado como (Rd).

Esto se utiliza para calcular el coeficiente de transferencia de calor (U) sobre todo. Usar Rd en Uclean te da la oportunidad. Udirt será más pequeño que U limpio.

Mientras se calcula el área del intercambiador, más pequeña la U requiere más área. Esta área aumentada mientras se diseña se encarga de las incrustaciones que tienen lugar en el intercambiador debido al servicio continuo durante varios años. Por lo tanto, incluso cuando el área real se reduzca, será lo suficientemente bueno como para transferir el trabajo térmico requerido.

Si lo mantenemos simple, el factor de incrustación es el factor que se encarga de la incrustación en el intercambiador durante el período de operación.

A menudo, se forma una capa delgada de suciedad o escamas dentro y sobre las superficies del tubo y otros componentes de los intercambiadores de calor. Tal recubrimiento se conoce como ‘ensuciamiento’ y agrega resistencia a la transferencia de calor.

El ensuciamiento puede ocurrir dentro de los tubos o fuera de los tubos. El factor de incrustación representa la resistencia teórica al flujo de calor debido a la acumulación de una capa de suciedad u otra sustancia incrustante en las superficies del tubo y en los tubos del intercambiador de calor. Mientras se diseña el sistema, el factor de incrustación agrega área de superficie al intercambiador de calor (para compensar el recubrimiento) para que el sistema continúe cumpliendo con la capacidad diseñada a pesar de que los tubos están ‘incrustados’.

Lectura adicional: factores de ensuciamiento del intercambiador de calor

Cuando los fluidos pasan a través de un intercambiador de calor, las impurezas se depositan en la superficie del intercambiador de calor. Digamos para el agua, un crecimiento verdoso de plancton en la superficie.

Esto ofrece resistencia a la transferencia de calor a través de las superficies. Por lo tanto, se debe considerar una resistencia a la suciedad al diseñar un intercambiador de calor

Las resistencias de suciedad de diferentes fluidos están disponibles en manuales

  • || Factor de ensuciamiento en el intercambiador de calor ||

El ensuciamiento es la acumulación de metal no deseado en la superficie sólida. Después de un período de funcionamiento, la superficie de transferencia de calor del intercambiador de calor puede recubrirse con varios depósitos presentes en el sistema de flujo. Este recubrimiento representa una resistencia adicional al flujo de calor y, por lo tanto, disminuye el rendimiento. El efecto general está representado por el factor de suciedad / resistencia a la suciedad. (Rf)

El valor del factor de incrustación debe obtenerse prácticamente determinando U para condiciones limpias y sucias en el intercambiador de calor.

El video incluye Cómo reparar los problemas de incrustación y corrosión del intercambiador de calor. Efectos de incrustaciones en los intercambiadores de calor, Tipos de incrustaciones que incluyen incrustaciones químicas, incrustaciones biológicas, incrustaciones por deposición, incrustaciones por corrosión. Monitoreo del intercambiador de calor Consejos para el monitoreo del intercambiador de calor Mecanismos y etapas de incrustación Limpieza de incrustaciones en el intercambiador de calor

Gracias..

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