Gipsni masshtablash muammosi
Kaltsiy sulfat shkalasi tog'-kon, mineralni qayta ishlash va sanoat oqava suvlarini tozalashda issiqlik almashinuvchilariga zarar etkazadi. Gips teskari eruvchanlikka ega{1}}u harorat oshishi bilan tezroq cho'kadi. Tizimdagi eng issiq sirt, issiqlik almashtirgich trubkasi devori kristall yadrolari va o'sishi uchun afzal qilingan joyga aylanadi.
An'anaviy tushunchalar PTFE ning miqyosga chidamliligini uning past sirt energiyasiga bog'laydi. Kaltsiy sulfat kristallari yuqori energiyali metall oksidlariga qaraganda-yapishmaydigan floropolimer yuzasida kamroq oson yadrolanadi. Bu tushuntirish to'g'ri, ammo to'liq emas. Termal chegara qatlamining harakati bilan bog'liq bo'lgan ikkinchi mexanizm metall va PTFE sirtlari orasidagi o'lchov tezligidagi farqga teng darajada hissa qo'shadi.
Masshtab hosil bo'lishining ikki tomonlama mexanizmi
Issiqlik uzatish yuzasida shkala hosil bo'lishi ketma-ket ikkita bosqichni o'z ichiga oladi. Birinchidan, erigan ionlar sirtga etib borish uchun termal chegara qatlami orqali tarqalishi kerak. Ikkinchidan, sirtga chiqqandan so'ng, ionlar yadro hosil qilishi va yopishqoq kristallarga aylanishi kerak.
Termal chegara qatlami quvur devoriga ulashgan turg'un yoki sekin harakatlanuvchi suyuqlik plyonkasidir. Uning qalinligi suyuqlik tezligiga, quvur diametriga va suyuqlik xususiyatlariga bog'liq. Ushbu qatlam ichida issiqlik o'tkazuvchanlik yo'li bilan uzatiladi, bu esa suyuqlikning massa haroratidan issiqroq devor haroratiga harorat gradientini yaratadi.
Gips shkalasi uchun chegara qatlami ichidagi harorat gradienti juda muhimdir. Kaltsiy sulfatning eruvchanligi harorat oshishi bilan kamayadi. Devor interfeysidagi suyuqlik quyma suyuqlikdan issiqroq, shuning uchun gipsga nisbatan u ko'proq to'yingan. Devordagi o'ta to'yinganlik darajasi kristallanish uchun harakatlantiruvchi kuchni aniqlaydi.
1-jadval: Metall va PTFE sirtlari uchun chegara qatlami va masshtablash parametrlari (Gips-Toʻyingan eritma, 60 daraja ommaviy, 80 daraja devor)
| Parametr | Zanglamaydigan po'lat | Titan | PTFE |
|---|---|---|---|
| Yuzaki energiya (mN/m) | 40-50 | 35-45 | 18-20 |
| Issiqlik o'tkazuvchanligi (Vt/m·K) | 16 | 22 | 0.25 |
| Quvur devori bo'ylab haroratning pasayishi (daraja) | < 1 | < 1 | 8-12 |
| Haqiqiy devor sirt harorati (daraja) | ~80 | ~80 | 68-72 |
| Devor yuzasida gipsning o'ta to'yinganlik darajasi | 3.5-4.0× | 3.5-4.0× | 2.0-2.5× |
| Yadrolanish darajasi (nisbiy) | 1.0 (asosiy) | 0.9 | 0.2-0.3 |
| Depozitning yopishish kuchi (nisbiy) | 1.0 (asosiy) | 0.8 | 0.1-0.2 |
PTFE devor haroratining afzalligi
PTFE ning past issiqlik o'tkazuvchanligi, odatda, kamchilik sifatida qaraladi, xizmat ko'rsatishni o'zgartirish-da kutilmagan foyda keltiradi. PTFE trubkasi devori bo'ylab harorat gradienti sezilarli{2}}odatda bug' bilan isitiladigan lasan uchun 8-12 daraja. Texnologik suyuqlik bilan aloqa qiladigan tashqi quvur yuzasi ichidagi bug' haroratidan sezilarli darajada sovuqroq.
Devorga chidamliligi ahamiyatsiz bo'lgan metall quvur tashqi sirt harorati deyarli ichki bug' haroratiga teng. Agar bug '3 barg (143 daraja) bo'lsa, texnologik suyuqlikni 60 darajaga qizdirsa, metall quvur tashqi yuzasi 80 daraja bo'lishi mumkin. PTFE trubkasi tashqi yuzasi bir xil sharoitlarda 68-72 daraja bo'lishi mumkin.
Bu 10 graduslik farq devor yuzasida gipsning supersaturatsiyasini kamaytiradi. Yadrolanish tezligi eksponent ravishda o'ta to'yinganlikka bog'liq bo'lganligi sababli, sovuqroq PTFE yuzasi kristall hosil bo'lishini issiqroq metall yuzasida tezligining bir qismiga olib keladi.
Effektli birikmalar. Kamroq yadrolanish kamroq miqyosni anglatadi. Kichikroq masshtab, PTFE sirt harorati izolyatsion shkala qatlami paydo bo'lganda ko'tarilmasligini anglatadi. Metall sirt, shkalani tezroq to'playdi, shkala uni izolyatsiya qilganda devor haroratining ko'tarilishini ko'radi, bu esa o'ta to'yinganlikni yanada oshiradi va halokatli qayta aloqa halqasida masshtabni tezlashtiradi.
Yuzaki energiya: ikkinchi omil
PTFE ning past sirt energiyasi ikkinchi o'lchov himoyasini ta'minlaydi. Kristallar PTFE yuzasi yaqinida yadro hosil qilganda ham, ular zaif yopishadi. Hidrofilik gips kristali va hidrofobik floropolimer yuzasi o'rtasidagi o'zaro bog'lanish zaifdir. Oddiy oqimdan suyuqlikning kesishishi yangi paydo bo'lgan kristallarni kogerent masshtabli qatlam hosil qilish uchun etarlicha katta bo'lgunga qadar siqib chiqaradi.
Yuqori sirt energiyasi va ko'p miqdorda gidroksil guruhlari bo'lgan metall oksidi sirtlari kaltsiy sulfat kristallari bilan mustahkam bog'lanish hosil qiladi. Gipsning monoqatlami metallda yadro hosil qilgandan so'ng, mavjud gips qatlamida keyingi kristal o'sishi sodir bo'ladi. Toza metall yuzadan boshlashning sirt energiyasining afzalligi darhol yo'qoladi.
Sanoat xizmatida qo'shma ta'sir
Pastki haqiqiy devor harorati va pastroq sirt energiyasining kombinatsiyasi PTFE ga o'lchov qarshiligini beradi, bu dala tajribasi tasdiqlaydi. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan rulonlarni har 4-8 haftada bir marta tozalashni talab qiladigan gips{1}}to'yingan eritmalarda PTFE bobinlari 6-12 oy yoki undan ko'proq vaqt davomida sezilarli darajada to'planmasdan ishlaydi. Ikkilamchi mexanizm PTFE nima uchun hatto past energiyali argumentning o'zi bashorat qilishdan ham ustun ekanligini tushuntiradi.
Xulosa
PTFE issiqlik almashtirgich sirtlari gipsning shkalalanishiga ikki mexanizm orqali qarshilik ko'rsatadi: past o'tkazuvchanlik quvurlari devori bo'ylab termal gradientdan sovuqroq haqiqiy devor harorati-, o'ta to'yinganlik va yadrolarning harakatlantiruvchi kuchini kamaytiradi; va yuzaga keladigan har qanday kristallarning kuchli yopishishini oldini oladigan past sirt energiyasi. Metall yuzalar yuqori devor harorati tufayli yadro hosil bo'lishini tezlashtiradi va yuqori sirt energiyasini kristallarni mahkam bog'laydi.
Kombinatsiyalangan effekt PTFEdagidan 3-5 yoki undan ko'p marta ko'p bo'lgan metallda o'lchov tezligini keltirib chiqaradi. PTFE ning issiqlik o'tkazuvchanligining kamchiliklari gips bilan to'yingan xizmatda miqyosga qarshi -afzallikka aylanadi.
PTFE issiqlik almashtirgichining miqyosidagi qarshilikning maxsus masshtablash-bilan yechimlari uchun muhandislik tahlili eritma kimyosi, ish harorati, joriy miqyoslash tezligi va tozalash chastotasi tarixi taqdim etilganda mavjud.
