Аналітичне оцінювання впливу відкладень на тепломасообмінних поверхнях на ефективність теплообміну

Abstract

Energy conservation is a priority of Ukraine`s state policy, which includes modernizing production facilities and implementing energy-saving technologies. Particular attention is paid to high-efficiency new-generation plate heat exchangers (PHEs), whose calculations are based on the principles of hydrodynamics and heat exchange. However, practical experience shows that heat transfer surface area often requires a significant increase (by 20-200%) due to the formation of a fouling layer, which creates additional thermal resistance. Existing data on the thermal resistance of fouling are fragmented, contradictory, and do not account for the specific design of heat exchangers or their operating conditions. This leads to reduced PHE efficiency, increased energy, capital, and operating costs, and in critical cases, equipment failure. Therefore, scientific research aimed at developing theoretical foundations and practical recommendations to minimize the negative impact of fouling on heat exchanger performance is crucial, ensuring the preservation of their design characteristics and improving reliability and efficiency.

Енергозбереження є пріоритетом державної політики України, що передбачає модернізацію виробничих потужностей та впровадження енергоощадних технологій. Особлива увага приділяється високоефективним пластинчастим теплообмінникам нового покоління (ПТА), розрахунки яких базуються на принципах гідродинаміки та теплообміну. Однак, практичний досвід показує, що площа теплопередачі часто потребує значного збільшення (на 20-200%) через утворення шару відкладень, який створює додатковий термічний опір. Існуючі дані про термічний опір відкладень є розрізненими, суперечливими та не враховують специфіку конструкції теплообмінників і умов їхньої експлуатації. Це призводить до зниження ефективності ПТА, збільшення витрат на енергію, капітальні та експлуатаційні витрати, а в критичних випадках – до виходу обладнання з ладу.

Таким чином, актуальними є наукові дослідження, спрямовані на розробку теоретичних засад та практичних рекомендацій для мінімізації негативного впливу забруднень на функціонування теплообмінників, забезпечуючи збереження їхніх проєктних характеристик та підвищення надійності й ефективності.