Предотвращение замерзания

В ППТО содержится приблизительно вдвое меньше хладагента и воды, чем в коаксиальных испарителях той же производительности. Соотношение с кожухотрубным теплообменником составляет приблизительно один к трем. В силу этого ППТО обладает меньшей инерцией, что предъявляет особые требования к системе управления, которая должна иметь значительно меньшее время отклика, чем обычно. Хотя это может быть преимуществом в некоторых отношениях — малый объем хладагента определенно является достоинством,— но это означает, что ППТО менее устойчивы к замерзанию по сравнению с другими типами теплообменников.

Меры защиты от замерзания можно разделить на следующие группы:

специальная конструкция ППТО для холодильных установок;
монтаж;
тепловой и гидравлический расчет ППТО;
система регулирования и практика эксплуатации.

"Добавить комментарий"

Замерзание водных растворов

Для понижения точки замерзания используются водные растворы гликолей или солей. Это понижение приблизительно пропорционально концентрации раствора. Если такой раствор замерзает, то ледяные кристаллы, конечно, состоят из чистой воды и имеют температуру плавления 0°С. Что произойдет, если температура упадет на короткое время и образуется небольшое количество льда? При последующем возрастании температуры лед не растает, как произошло бы в чистой воде. При очередном понижении температуры вновь образуется какое-то количество льда и т.д.

Предостережение 2! В результате такого гистерезиса в испарителе может нарастать лед.

К счастью, такой лед содержит включения соли или гликоля, и потому оказывается рыхлым, в отличие от твердого льда, который образуется при замерзании чистой воды.

"Добавить комментарий"

Процесс образования льда в ПТО

Для образования льда температура поверхности стенки на стороне воды должна быть ниже 0°С. На стенке формируется слой льда. Для этого требуется некоторое переохлаждение, лед не образуется при температуре, точно равной 0°С. Если основная масса воды имеет температуру существенно выше ноля, слой льда будет тонким или совсем не образуется. Если температура основной масса воды близка к нулю, слой льда растет и может блокировать канал.

При нормальных стационарных условиях температура испарения может зайти далеко в отрицательную область, прежде чем температура стенки опустится ниже 0°С. Трудно предсказать, где именно это произойдет — на входе воды или в точке самой низкой температуры хладагента, это зависит от температурного режима, перепада давления и т.д.

К сожалению, стационарные рабочие условия — понятие чисто условное. Турбулентное течение означает флюктуации потока на обеих сторонах. К этому может добавиться неравномерность распределения расхода по каналам на какой либо из сторон -естественная, или вызванная загрязнением. В канале может начаться образование слоя льда. Если это случится, лед стесняет поток и расход воды в канале снижается, что ведет к еще большему понижению температуры, нарастанию льда и т.д. до полной закупорки канала льдом.

Предостережение 1! Образование льда с разрушением ППТО всегда может произойти, если температура испарения опускается ниже нуля.

"Добавить комментарий"

Анализ характера повреждений ППТО

На рис. 06D показаны типичные повреждения.

При коррозионных повреждениях пластины, как правило, не деформируются.
При замораживании воды пластины разрываются, образуя хорошо заметные трещины.
Выпяченные наружу каналы обычно свидетельствуют о замерзании в них жидкости.
Термоудары обычно разрывают пластины в точках контакта гофров.

Труднее всего определить совместное воздействие различных факторов. Например, соединения пластин, ослабленные в результате коррозии меди, не выдерживают повышенного давления.

"Добавить комментарий"

Растворение медного припоя в азотной кислоте

Вырезанный фрагмент ППТО погружается в азотную кислоту для растворения медного припоя. Азотная кислота хорошо растворяет медь (и серебро), но оставляет нетронутой нержавеющую сталь. Ниже приводятся советы по выполнению этих работ.

Вырезанный фрагмент должен быть как можно меньшего размера. Это не всегда легко сделать, но ППТО должен быть разрезан, по крайней мере, продольно вдоль линии А-А', показанной на рис. 06Б. Причина в том, что медный припой вокруг соединительных отверстий в пластинах исключительно трудно или даже невозможно растворить.

Если ППТО не был разрезан, то в кислоте растворится весь припой, кроме окружающего соединительные отверстия. Поскольку каждая пластина соединяется с предыдущей у отверстия на одной стороне и со следующей пластиной у отверстия на другой стороне, т.е. весь пакет пластин останется соединенным. Если же ППТО был разрезан по линии А-А', то этот полу-пакет распадается на пары пластин, соединенных припоем у левого или правого соединительного отверстия, но каждая пластина в этой паре доступна для дальнейшего обследования.

Трудность растворения припоя возле соединительных отверстий делает практически невозможными внутренние протечки в результате коррозии меди. Единственный участок, где медь разделяет среды в ППТО, это периметр соединительных отверстий в пластинах, но сквозная коррозия по краям пластин и в точках конаткта гофров произойдет гораздо раньше, чем у соединительных отверстий.

Медный припой в точках контактов гофров растворяется за несколько часов, по краям пластин — за пару дней.
Перемешивайте кислоту время от времени, чтобы непрореагировавшая кислота поступала к местам, где идет растворение.