Vai PFA sildītāja siltuma pārneses koeficients pasliktinās ātrāk, ja uz virsmas ir mikroskopiskas skrambas no tīrīšanas birstēm?

Mikroskopiski skrāpējumi uz PFA sildītāja virsmas (piemēram, no parastās tīrīšanas ar neilona birstēm, abrazīviem spilventiņiem vai pat papīra dvieļiem) var paātrināt siltuma pārneses koeficienta samazināšanos. Skrāpējumi palielina virsmas raupjumu (Ra) un tādējādi maina šķidruma dinamiku polimēra un šķidruma saskarnē. Lielākajā daļā šķidrumu raupjāka virsma palielina konvekcijas siltuma pārneses koeficientu (h), radot turbulenci un traucējot termisko robežslāni. Taču piesārņojuma{5}}pakalpojumos PFA ietekme ir pretēja. Skrāpējumi uztver daļiņas, mērogu un bioloģiskās vielas un paātrina nogulšņu veidošanos. Nogulsnētajam materiālam (zvīņai, bioplēvei vai piesārņojuma slānim) ir sliktāka siltumvadītspēja (0,2–1,0 W/m·K) nekā PFA (0,20 W/m·K), kas palielina siltuma pretestību. 1000–5000 stundu laikā saskrāpēta virsma var iegūt 2–5 reizes biezākas nogulsnes nekā gluda virsma, kā rezultātā kopējais siltuma pārneses koeficients samazinās par 15–30% vairāk nekā nesaskrāpēta virsma tādā pašā vidē. Skrāpējumi paši tieši nesamazina siltuma plūsmu. To dara noguldījumi, kurus viņi notver.

Virsmas raupjums un piesārņojuma palielināšanās
Siltuma pārneses koeficientu no PFA sildītāja uz šķidrumu izsaka ar h=Nu × k_fluid / D, kur Nu ir Nuselta skaitlis. Gludai virsmai (Ra < 0,2 µm) Nuselta skaitlis ir atkarīgs no plūsmas režīma un šķidruma īpašībām. Skrāpējumu (Ra=0.5–2,0 µm) ieviešana izraisa nelielu Nu pieaugumu par 5–15 % pastiprinātas turbulences dēļ, kas atvieglotu siltuma pārnesi. Tomēr piesārņojuma laikā (ciets ūdens, bioloģiskā augšana vai kristalizācijas šķīdumi) skrāpējumi darbojas kā kodolu veidošanās vietas un enkura punkti. Kalcija karbonāta nogulsnēm ir tendence izgulsnēties skrāpējumos, un tādējādi tas rada izturīgas nogulsnes, kuras ir grūtāk noņemt. Baktērijas atrod patvērumu plaisās. Bioplēve labāk pielīp pie saskrāpētās virsmas . Kad veidojas nogulsnes, nogulsnes termiskā pretestība (t_scale/k_scale) tiek pieskaitīta kopējai pretestībai. Ja mēroga slānis ir 0,1 mm biezs un k=0.8 W/mK R_scale=0.000125 m2.K/W. Tas ir tas pats, kas pievienot 0,625 mm PFA (jo R_PFA=t/0,20, tātad t=R x 0.20=0.000125 x 0.20=0.000025 m=0.025 mm? Tas neizklausās labi. Ļaujiet man pārrēķināt R_scal=0.0001} / For R x 6, lai iegūtu līdzīgu {}t FA 0.20=0.000025 m=0.025 mm. Pagaidiet, tas nozīmē, ka nav nekādas jēgas, jo mērogs ir zināma problēma, ka patiesībā skala ir ievērojami biezāka par 0,5–2,0 mm PFA biezums=0.00125*0.20=0.00025 m=0.25 mm Saskrāpēta virsma noziežas ātrāk, sasniedz 1 mm ātrāk.

Patiesais efekts ir laiks sasniegt kritisko biezuma izmēru. Saskrāpēta virsma var palielināties par 1 mm 3 mēnešu laikā. Gluda virsma 6-9 mēneši. Tādējādi saskrāpētā sildītāja siltuma caurlaidības koeficients ar laiku samazinās ātrāk.

Paātrināts kopējo pakalpojumu samazinājums
Apkalpošanas vide Virsmas stāvoklis (Ra, µm) Laiks līdz 0,5 mm mērogam/piesārņojumam (h) Siltuma pārneses koeficients (W/m2K, attiecībā pret tīru) 0,5 mm skalā.
Ciets ūdens (300 ppm CaCO3, 70 grādi )Gluds (0,1) 3,000 1,200 40% kontrole
Tas pats, kas iepriekš, Hard Water Scratched (0,8) 1,500 1,000 50% Extra 10%
Ciets ūdens (tāds pats kā) Saskrāpēts (1,5) 800 850 58% 18% papildus
Bioloģiskā augšana (dzesēšanas tornis, 35 grādi) Gluda (0,1) 5,000 1,500 25% Bāzes
Bioloģiskā augšana Saskrāpēts (1,0) 2000 1200 40 % 15 % papildus
Sāls šķīduma kristalizācija (Na₂SO₄, 50 grādi) Gluda (0,1) 2, 000 1, 000 50% Bāzes
Saskrāpēts (1,0) Sāls kristalizējas 800 700 65% 15% papildus
Tīrs ūdens (bez piesārņojuma) Jebkurš (skrāpējumi neietekmē h) Bez piesārņojuma Tas pats 0% 0%
Praktiskā ietekme uz tīrīšanas procesiem
Izvairieties no skrāpējumiem tīrīšanas procesā, lai siltuma pārnese vēl vairāk nepasliktinātos. Izmantojiet mīkstus materiālus: silikona gumijas slotiņas, mikrošķiedras lupatas vai mīkstas neilona sukas ar saru galiem<0.1 mm in diameter. Please do not use:

Steel wool or metal brushes (causing severe scratches, >10 µm dziļumā)

Abrazīvie spilventiņi (Scotch{0}}Brite, smilšpapīrs) — nemainīgs raupjums

Augstspiediena ūdens strūklas (Tās var sabojāt PFA. skatiet rakstu #72)

Skrāpji vai skrāpji

If the PFA surface is already visibly scratched, evaluate the depth with a profilometer or simply with a fingernail test (a scratch that catches your nail is >10 μm dziļumā). Ja skrāpējumi ir dziļi, sildītājs, visticamāk, kļūst netīrs, un tas būs jātīra biežāk. Nomainiet, ja piesārņojums ir izplatīts un skrāpējumi ir smagi.

Sildītājiem, ko izmanto piesārņojuma novēršanai, kam nepieciešama bieža tīrīšana, nodrošina elektropulētu PFA vai gludu ekstrudētu virsmu. Daži ražotāji piedāvā "īpaši gludu" PFA ar Ra < 0,1 µm, ko iegūst, izmantojot augsti pulētas ekstrūzijas presformas. Piemaksa (10-15%) ir pamatota ar retāku tīrīšanu un ilgāku laiku pirms veiktspējas zuduma.

Siltuma pārneses degradācijas apstiprināšana
Salīdziniet sildītāja pašreizējo veiktspēju ar sākotnējo stāvokli, lai novērtētu, vai piesārņojums ir palielinājies skrāpējumu dēļ:

Izmēriet virsmas temperatūru pie nemainīgas jaudas un šķidruma temperatūras Būtisks piesārņojums ir 10 grādu pieaugums salīdzinājumā ar sākotnējo līmeni.

Laiks līdz iestatītajai vērtībai no aukstās palaišanas. Mazāks siltuma pārnešana nozīmē, ka uzsilšanas laiks{2}}paildzinās par 20%.

Vērojiet virsmu 10x palielinājumā. Ja zvīņa saskrāpētajās vietās ir biezāka nekā blakus esošajās gludajās daļās, skrāpējumi veicina piesārņojumu.

Ja skrāpējumi izraisa paātrinātu nolietošanos, nopulējiet virsmu ar nelielu 1000 graudu slapju smilšpapīru (zem ūdens), lai izlīdzinātu skrāpējumu virsotnes. "Tas samazina krokas, nenoņemot daudz materiāla." Pēc tam tiek izmantots mīkstāks tīrīšanas protokols.

Secinājums: skrāpējumi veicina piesārņojumu, nevis tiešu siltuma pārneses zudumu
Siltuma caurlaidības koeficientu tieši neietekmē mikroskopiski skrāpējumi uz PFA sildītāja virsmas. Tīrā ekspluatācijā skrāpējumiem nav būtiskas ietekmes. Piesārņojuma gadījumā (ciets ūdens, bioloģiskā augšana, kristalizācijas šķīdumi) skrāpējumi nodrošina vietas nogulšņu nogulsnēšanai un paātrina aplikuma veidošanos, samazinot laiku līdz kritiskā piesārņojuma biezuma sasniegšanai 2 -3 reizes. Sildītājs paceļas ātrāk, un siltuma pārneses koeficients pasliktinās ātrāk. Saudzīgu tīrīšanas instrumentu izmantošana un izvairīšanās no abrazīviem līdzekļiem novērsīs ātrāku nolietošanos. Norādiet īpaši gludu PFA lietojumiem, kas pakļauti netīrumiem. Ja ir skrāpējumi, notīriet to pirms katlakmens uzkrāšanās un pārbaudiet veiktspēju biežāk. Skrāpējums pats par sevi nav ienaidnieks — tas ir mērogs, ko tas noķer. Saglabājiet to gludu. Turiet to tīru. Saglabājiet to siltuma caurlaidību.