पीटीएफई एक्सचेंजर में कम प्रवाह वेग पर गड़बड़ी के जोखिम क्या हैं और उन्हें कैसे प्रबंधित किया जा सकता है?

यदि प्रवाह दर को क्रॉल तक कम कर दिया जाता है, तो दबाव ड्रॉप कम होगा, लेकिन यह निलंबित सामग्रियों को व्यवस्थित करने और पीटीएफई ट्यूब सतहों पर बायोफिल्म को बढ़ने की अनुमति भी देगा। एक पीटीएफई एक्सचेंजर जो हाइड्रॉलिक रूप से पर्याप्त है, यदि वेग स्वयं सफाई प्रवाह की स्थिति के लिए बहुत कम हो जाता है तो वह एक फाउलिंग {1}प्रवण प्रणाली बन सकता है।

निम्न प्रवाह स्थितियों में दूषण तंत्र
सामान्य परिचालन स्थितियों की तुलना में कम प्रवाह वेग वाले फाउलिंग पीटीएफई एक्सचेंजर में फाउलिंग तंत्र बहुत भिन्न होते हैं। जब ट्यूब की ओर का वेग लगभग 0.5 मीटर/सेकेंड से कम हो जाता है तो प्रवाह की ऊर्जा निलंबित कणों को फंसाए रखने के लिए पर्याप्त नहीं रह जाती है।

इस बिंदु पर ठोस कण गुरुत्वाकर्षण द्वारा स्थिर होने लगते हैं। निपटान वेग कण आकार, घनत्व और द्रव चिपचिपापन द्वारा निर्धारित किया जाता है। भारी या बड़े कण पहले कम ऊर्जा वाले क्षेत्रों जैसे ट्यूब बॉटम या स्थिर क्षेत्रों में बसेंगे।

यदि प्रक्रिया द्रव में पोषक तत्व उपलब्ध हों तो माइक्रोबियल वृद्धि भी हो सकती है। अंततः, बैक्टीरिया सतहों से चिपक जाएंगे और बायोफिल्म का निर्माण करेंगे। ये बायोफिल्म एक इन्सुलेशन परत बनाते हैं जो गर्मी हस्तांतरण की दक्षता को कम करती है और हाइड्रोलिक प्रतिरोध को प्रभावित करती है।

पीटीएफई में सतह की ऊर्जा कम होती है और यह स्वाभाविक रूप से धातु की सतहों की तुलना में कम आसंजन प्रदर्शित करता है। हालाँकि, PTFE उन मामलों में गंदगी को नहीं रोकता है जब जमाव को रोकने के लिए हाइड्रोडायनामिक बल पर्याप्त नहीं होते हैं।

शुद्ध प्रभाव धीरे-धीरे थर्मल प्रदर्शन में कमी और आंतरिक सतहों के अवरुद्ध होने के कारण दबाव में धीमी वृद्धि है।

स्वयं{{0}सफाई व्यवहार और प्रवाह{{1}दर सीमा
प्रवाह वेग मुख्य विशेषता है जो हीट एक्सचेंजर्स में गड़बड़ी के खतरे को नियंत्रित करती है। एक महत्वपूर्ण मूल्य से ऊपर दीवार पर कतरनी बल कणों के जमाव को रोकते हैं और प्रारंभिक चरण की दूषित परतों को लगातार हटाते हैं।

यह स्व-सफाई प्रभाव लगभग 0.5 मीटर/सेकेंड से नीचे खो जाता है। स्वच्छ जल वितरण में स्वीकार्य संचालन के लिए इस सीमा को अक्सर व्यावहारिक निचली सीमा के रूप में लिया जाता है। घोल या कणयुक्त तरल पदार्थों में, निलंबन बनाए रखने और अवसादन से बचने के लिए उच्च न्यूनतम वेग, आम तौर पर 1.0 मीटर/सेकेंड से अधिक की आवश्यकता होती है।

फाउलिंग इन सीमाओं के ऊपर समय पर निर्भर और प्रतिवर्ती है, और इन सीमाओं के नीचे समय पर निर्भर और उलटा करना कठिन है।

कम वेग दूषण के प्रभाव
कम प्रवाह की स्थिति में गंदगी के प्रभावों में शामिल हैं:

इंसुलेटिंग जमा गर्मी हस्तांतरण गुणांक को कम करते हैं

छोटे प्रवाह चैनलों का मतलब उच्च दबाव में गिरावट है

ट्यूब बंडलों में असमान प्रवाह वितरण

कमजोर प्रणालियों में त्वरित संक्षारण या माइक्रोबियल प्रेरित गिरावट

ये प्रभाव संचयी होते हैं, जिससे एक्सचेंजर्स की प्रभावशीलता में कमी आती है और रखरखाव की आवृत्ति में वृद्धि होती है।

डिज़ाइन और परिचालन शमन विकल्प
फाउलिंग पीटीएफई एक्सचेंजर के कम प्रवाह वेग जोखिम प्रबंधन में हाइड्रोलिक डिजाइन, रासायनिक नियंत्रण और रखरखाव डिजाइन का मिश्रण शामिल है।

न्यूनतम वेग रखना
प्रमुख डिज़ाइन उद्देश्यों में से एक स्वयं सफाई क्रिया देने के लिए ट्यूब की तरफ पर्याप्त वेग बनाए रखना है। अंगूठे का एक अच्छा नियम है:

Minimum tube side velocity >=0.5 मी/सेकंड (स्वच्छ द्रव)

विश्वसनीय स्वयं सफाई के लिए डिज़ाइन वेग को 1.0 मीटर/सेकेंड से अधिक या इसके बराबर प्राथमिकता दी जाती है

सिस्टम डिज़ाइन में इन स्तरों से नीचे दीर्घकालिक संचालन से बचा जाना चाहिए।

ट्यूब व्यास का अनुकूलन
किसी दिए गए प्रवाह दर का वेग सीधे ट्यूब के व्यास से प्रभावित होता है। किसी दिए गए वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह के लिए, छोटे ट्यूब व्यास उच्च वेग की ओर ले जाते हैं, दीवार कतरनी बलों को बढ़ाते हैं और फाउलिंग क्षमता को कम करते हैं।

यह डिज़ाइन विधि अक्सर ट्यूब के आकार को बढ़ाने की तुलना में अधिक सफल होती है क्योंकि इससे वेग कम हो जाएगा और जमाव का खतरा बढ़ जाएगा।

पुनरावर्तन और प्रवाह नियंत्रण
यदि प्रक्रिया की बाधाओं के कारण कम शुद्ध प्रवाह की आवश्यकता होती है, तो रीसर्क्युलेशन लूप जोड़े जा सकते हैं। कम नेट थ्रूपुट को बनाए रखते हुए आंतरिक परिसंचरण दरों को बढ़ाकर, एक्सचेंजर ट्यूबों के भीतर पर्याप्त वेग को संरक्षित किया जा सकता है।

इसे अक्सर संवेदनशील रासायनिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में नियोजित किया जाता है जहां कम समग्र प्रवाह अपरिहार्य होता है।

रासायनिक दूषण का प्रबंधन
जैविक और स्केलिंग दूषण को अक्सर रासायनिक उपचार तकनीकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। ये हैं:

माइक्रोबियल विकास नियंत्रण के लिए बायोसाइड्स

खनिज जमाव को रोकने के लिए एंटी-स्केलेंट

जगह में आवधिक सफाई (सीआईपी) तकनीक

पीटीएफई के कम चिपकने वाले गुणों के बावजूद, कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में रासायनिक नियंत्रण एक महत्वपूर्ण मुद्दा है।

सफ़ाई योग्यता डिज़ाइन
आसान यांत्रिक या रासायनिक सफाई के लिए एक्सचेंजर्स का निर्माण किया जाना चाहिए। यह इसके लिए है:

जहां भी संभव हो सीधी ट्यूब डिजाइन

सुलभ हेडर का निरीक्षण और फ्लशिंग

सीआईपी सिस्टम के साथ संगतता।

रखरखाव को डाउनटाइम को कम करने और दीर्घकालिक दूषण संचय को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

डिज़ाइन दिशानिर्देश नियम-का-अंगूठा
प्रदूषण के जोखिम को कम करने के लिए इंजीनियरिंग व्यावहारिक मार्गदर्शिका है:

इष्टतम स्व-सफाई व्यवहार के लिए न्यूनतम ट्यूब साइड वेग लगभग . 1.0 मीटर/सेकेंड की आवश्यकता होती है।

यह सीमा एक सुरक्षा मार्जिन देती है जो पार्टिकुलेट लोडिंग, बायोफिल्म निर्माण और प्रवाह कुवितरण के प्रति संवेदनशीलता को कम करती है।

निष्कर्ष
जब वेग महत्वपूर्ण स्तर से नीचे होता है तो कणों के जमने और बायोफिल्म विकास के कारण कम प्रवाह की स्थिति पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स के लिए एक प्रमुख समस्या है। पीटीएफई सतहें आसंजन प्रवृत्ति को कम करती हैं लेकिन अपर्याप्त हाइड्रोडायनामिक कतरनी की भरपाई नहीं कर सकती हैं।

शमन प्रभावी हो सकता है यदि वेग प्रबंधन, ट्यूब आकार अनुकूलन, रासायनिक उपचार और रखरखाव योजना जैसे सक्रिय डिजाइन संबंधी विचारों को लिया जाए। प्रदूषण के जोखिम के लिए सबसे अच्छा नियंत्रण इंजीनियरिंग डिज़ाइन है, न कि सामग्री की गैर-छड़ी गुणवत्ता।

दिन के अंत में, सबसे अच्छे हीट एक्सचेंजर सिस्टम वे होते हैं जो पहले प्रत्याशित परिचालन स्थितियों के तहत गंदगी से बचने के लिए बनाए जाते हैं, न कि गंदगी के बाद के उपचारात्मक उपायों पर निर्भर होते हैं।