ফাউলিং মার্জিন যা সাধারণত ভুল
একটি প্লেটিং সুবিধা একটি 15% ফাউলিং মার্জিন সহ একটি হার্ড ওয়াটার হিটিং ডিউটির জন্য একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জারকে নির্দিষ্ট করে। হিট এক্সচেঞ্জারটি পরিষ্কার তাপ লোডের 115% জন্য মাপ করা হয়েছে, এই ধারণার উপর ভিত্তি করে যে ফাউলিং ফ্যাক্টর কার্যকর তাপ স্থানান্তরকে প্রায় 13% কমিয়ে দেবে।
অপারেশনের ছয় মাস পরে, তাপের আউটপুট 25% কমে গেছে, এবং স্নান আর সর্বোচ্চ উৎপাদনের সময় তাপমাত্রা বজায় রাখতে পারে না। তাপ এক্সচেঞ্জার পরিষ্কার করা হয়, এবং তাপ আউটপুট নকশা মান ফিরে. চক্রটি প্রতি ছয় মাসে পুনরাবৃত্তি হয়।
15% মার্জিন অপর্যাপ্ত ছিল কারণ ডিজাইনে ব্যবহৃত ফাউলিং ফ্যাক্টরটি প্রকৃত হার্ড ওয়াটার অবস্থার পরিবর্তে একটি জেনেরিক অনুমানের উপর ভিত্তি করে ছিল। ছয় মাস পরে প্রকৃত স্কেল তাপ প্রতিরোধের প্রায় 25% পরিষ্কার তাপ স্থানান্তর প্রতিরোধের সমতুল্য, যা পরিচ্ছন্নতার ব্যবধানের শেষে ডিজাইনের তাপ আউটপুট বজায় রাখতে 25% মার্জিন প্রয়োজন।
স্কেল থার্মাল রেজিস্ট্যান্স যা মার্জিনকে চালিত করে
ক্যালসিয়াম কার্বনেট স্কেলের তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা পুরুত্ব এবং জমার তাপ পরিবাহিতা নির্ভর করে। ক্যালসিয়াম কার্বনেটের তাপ পরিবাহিতা প্রায় 2.5 W/m·K। একটি 0.5 মিমি স্কেল স্তরের জন্য, তাপ রোধ 0.0002 m²·K/W।
একটি 0.8 মিমি প্রাচীর সহ একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য পরিষ্কার তাপ স্থানান্তর প্রতিরোধের এবং 1,000 W/m²·K এর একটি প্রক্রিয়া- পার্শ্ব ফিল্ম সহগ প্রায় 0.0042 m²·K/W। 0.0002 m²·K/W এর স্কেল তাপীয় প্রতিরোধের পরিচ্ছন্ন প্রতিরোধের প্রায় 5%। এই ছোট প্রতিরোধের জন্য শুধুমাত্র 5% মার্জিন প্রয়োজন হবে।
প্রকৃত কর্মক্ষমতা অবনতি শুধুমাত্র তাপ প্রতিরোধের স্কেল থেকে বড়. স্কেল স্তরটি পৃষ্ঠকেও রুক্ষ করে, যা প্রাচীরের কাছাকাছি প্রবাহের বেগ হ্রাস করে এবং ফিল্ম প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়। স্কেল থার্মাল রেজিস্ট্যান্স এবং ফিল্ম রেজিস্ট্যান্স বৃদ্ধির সম্মিলিত প্রভাব সাধারণত ছয় মাস হার্ড ওয়াটার সার্ভিসের পরে পরিষ্কার তাপ স্থানান্তর প্রতিরোধের 15-25% হয়।
জল কঠোরতা একটি ফাংশন হিসাবে ফুলিং মার্জিন
ফাউলিং মার্জিন জলের কঠোরতা, টিউব প্রাচীরের তাপমাত্রা এবং পরিষ্কারের ব্যবধানের উপর নির্ভর করে। নিচের সারণীটি বিভিন্ন জলের কঠোরতা স্তর এবং পরিষ্কারের ব্যবধানের জন্য প্রস্তাবিত মার্জিনের সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়।
| জলের কঠোরতা (mg/L CaCO₃) | স্কেল রেট (মিমি/6 মাস) | 6 মাস পর স্কেল রেজিস্ট্যান্স | প্রস্তাবিত মার্জিন (6 মাসের পরিচ্ছন্নতা) | প্রস্তাবিত মার্জিন (12-মাসের পরিষ্কার) |
|---|---|---|---|---|
| 50-100 (নরম) | 0.1 মিমি | 0.00004 m²·K/W | 5% | 10% |
| 100-200 (মাঝারি কঠিন) | 0.2 মিমি | 0.00008 m²·K/W | 10% | 20% |
| 200-300 (কঠিন) | 0.35 মিমি | 0.00014 m²·K/W | 18% | 35% |
| 300-400 (খুব কঠিন) | 0.5 মিমি | 0.00020 m²·K/W | 25% | 50% |
| 400-500 (অত্যন্ত কঠিন) | 0.7 মিমি | 0.00028 m²·K/W | 35% | 70% |
| 500 এর উপরে (ব্রিন-লাইক) | 1.0 মিমি | 0.00040 m²·K/W | 50% | 100% |
প্রস্তাবিত মার্জিন মানগুলির মধ্যে স্কেল তাপীয় প্রতিরোধ এবং ফিল্ম প্রতিরোধের বৃদ্ধি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। দীর্ঘ পরিচ্ছন্নতার ব্যবধানের জন্য মার্জিনগুলি বড় কারণ স্কেলের বেধ সময়ের সাথে বৃদ্ধি পায়।
টিউব ওয়াল তাপমাত্রার প্রভাব
টিউব প্রাচীর তাপমাত্রার সাথে স্কেল জমার হার বৃদ্ধি পায়। একটি উচ্চতর প্রাচীরের তাপমাত্রা টিউবের পৃষ্ঠে ক্যালসিয়াম কার্বনেটের সুপারস্যাচুরেশন বাড়ায় এবং জমাকে ত্বরান্বিত করে।
একটি উচ্চ তাপ প্রবাহ সহ একটি PTFE তাপ এক্সচেঞ্জারের জন্য, টিউবের প্রাচীরের তাপমাত্রা বেশি এবং স্কেলের হার বেশি। উচ্চ স্কেলের হারের জন্য ফাউলিং মার্জিন অবশ্যই বাড়াতে হবে।
PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে প্রাচীরের তাপমাত্রার প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ কারণ PTFE-এর নিম্ন তাপ পরিবাহিতা মেটাল হিট এক্সচেঞ্জারের তুলনায় প্রদত্ত তাপ প্রবাহের জন্য প্রাচীরের উচ্চ তাপমাত্রায় পরিণত করে। একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জার যা একটি ধাতব ইউনিটের মতো একই তাপ প্রবাহে কাজ করে তার প্রাচীরের উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ স্কেল রেট থাকবে।
প্রবাহ বেগের প্রভাব
প্রবাহের বেগ টিউব প্রাচীরের শিয়ার স্ট্রেসের মাধ্যমে স্কেলের জমার হারকে প্রভাবিত করে। একটি উচ্চ বেগ শিয়ার স্ট্রেস বাড়ায়, যা স্কেলের আনুগত্য এবং জমা করার হারকে হ্রাস করে।
একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য 0.5 m/s গতিতে কাজ করে, স্কেলের হার বেশি, এবং ফাউলিং মার্জিন অবশ্যই বড় হতে হবে। 1.5 মিটার/সেকেন্ডে কাজ করা হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য, স্কেলের হার কম, এবং মার্জিন ছোট হতে পারে।
হার্ড ওয়াটার সার্ভিসে বেগের প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। স্কেল রেট এবং প্রয়োজনীয় ফাউলিং মার্জিন কমাতে 1.5-2.0 m/s বেগ বাঞ্ছনীয়।
দ্য ইকোনমিক ট্রেড-অফ দ্য ফাউলিং মার্জিন
ফাউলিং মার্জিন হিট এক্সচেঞ্জারের মূলধন খরচ বাড়িয়ে দেয়। একটি 25% মার্জিন মূলধন খরচ প্রায় 20-25% বৃদ্ধি করে। মার্জিন তাপ প্রবাহকেও হ্রাস করে, যা টিউবের প্রাচীরের তাপমাত্রা এবং স্কেলের হার হ্রাস করে।
উচ্চ মূলধন খরচ এবং নিম্ন পরিচ্ছন্নতার ফ্রিকোয়েন্সি এবং শক্তি খরচের মধ্যে ট্রেড-অফ। একটি বড় মার্জিন পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি এবং উত্পাদন ক্ষতি হ্রাস করে, তবে এটি মূলধন ব্যয় বাড়িয়ে দেয়।
সর্বোত্তম মার্জিন হল একটি যা পরিষেবা জীবনের উপর মালিকানার মোট খরচ কমিয়ে দেয়। মোট খরচের মধ্যে মূলধন খরচ, পরিষ্কারের খরচ, উৎপাদন ক্ষতির খরচ এবং শক্তি খরচ অন্তর্ভুক্ত।
বিভিন্ন মার্জিনে মালিকানার মোট খরচ পরিমাপ করা
নিম্নলিখিত সারণীতে 50 কিলোওয়াট তাপ লোড, 300 মিলিগ্রাম/লিটার জলের কঠোরতা এবং প্রতি ঘন্টায় $500 উৎপাদন মূল্য সহ একটি হার্ড ওয়াটার হিটিং অ্যাপ্লিকেশনে বিভিন্ন ফাউলিং মার্জিনের জন্য মালিকানার পাঁচ বছরের মোট খরচের সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেওয়া হয়েছে।
| ফাউলিং মার্জিন | সারফেস এরিয়া | তাপ প্রবাহ | পরিচ্ছন্নতার ব্যবধান | মূলধন খরচ | বার্ষিক পরিচ্ছন্নতার খরচ | বার্ষিক উৎপাদন ক্ষতি খরচ | পাঁচ-বছরের মোট খরচ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0% | 20 m² | 2.5 ওয়াট/সেমি² | 2 মাস | $28,000 | $9,000 | $12,000 | $133,000 |
| 10% | 22 m² | 2.3 ওয়াট/সেমি² | 3 মাস | $30,000 | $6,000 | $8,000 | $100,000 |
| 20% | 24 m² | 2.1 W/cm² | 4 মাস | $32,000 | $4,500 | $6,000 | $84,500 |
| 30% | 26 m² | 1.9 ওয়াট/সেমি² | 6 মাস | $35,000 | $3,000 | $4,000 | $70,000 |
| 40% | 28 m² | 1.8 ওয়াট/সেমি² | 8 মাস | $38,000 | $2,250 | $3,000 | $64,250 |
| 50% | 30 m² | 1.7 ওয়াট/সেমি² | 10 মাস | $41,000 | $1,800 | $2,400 | $62,000 |
| 75% | 35 m² | 1.4 ওয়াট/সেমি² | 14 মাস | $48,000 | $1,300 | $1,700 | $63,000 |
এই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পাঁচ-বছরের মোট খরচ 40-50% এর ফাউলিং মার্জিনে ন্যূনতম করা হয়েছে। 30% এর মার্জিন পর্যাপ্ত কিন্তু সর্বোত্তম নয়। 75% এর মার্জিনটি বড়- আকারের এবং 50% মার্জিনের চেয়ে মোট খরচ বেশি।
ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য যা প্রয়োজনীয় মার্জিন হ্রাস করে
বেশ কিছু নকশা বৈশিষ্ট্য প্রয়োজনীয় ফাউলিং মার্জিন কমিয়ে দেয়।
উচ্চ প্রবাহ বেগ.একটি উচ্চ বেগ শিয়ার স্ট্রেস বাড়ায় এবং স্কেলের হার হ্রাস করে। হার্ড ওয়াটার সার্ভিসের জন্য 1.5-2.0 m/s বেগ বাঞ্ছনীয়।
মসৃণ নল পৃষ্ঠ.একটি মসৃণ নল পৃষ্ঠ স্কেল জমার আনুগত্য হ্রাস করে। টিউবের পৃষ্ঠটি স্ক্র্যাচ বা ত্রুটিমুক্ত হওয়া উচিত।
জায়গায় -পরিষ্কার বিধান।ক্লিনিং সলিউশন সাপ্লাই এবং রিটার্নের সংযোগগুলি হিট এক্সচেঞ্জারকে বিচ্ছিন্ন না করে পরিষ্কার করার অনুমতি দেয়, যা পরিষ্কার করার খরচ এবং ডাউনটাইম হ্রাস করে।
জল নরম করা।একটি জল সফ্টনার ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম আয়নগুলিকে সরিয়ে দেয় যা স্কেল গঠন করে। নরম হওয়া স্কেল হার এবং প্রয়োজনীয় ফাউলিং মার্জিন হ্রাস করে।
স্কেল ইনহিবিটার ডোজ।একটি স্কেল ইনহিবিটর রাসায়নিক স্ফটিক বৃদ্ধিতে হস্তক্ষেপ করে স্কেল হার হ্রাস করে। ইনহিবিটার প্রয়োজনীয় ফাউলিং মার্জিন কমিয়ে দেয়।
তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ।টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা হ্রাস স্কেল হার হ্রাস. একটি নিম্ন তাপ প্রবাহ বা একটি পাতলা টিউব প্রাচীর প্রাচীর তাপমাত্রা হ্রাস.
হার্ড ওয়াটার সার্ভিসের জন্য স্পেসিফিকেশন প্যারামিটার
হার্ড ওয়াটার পরিষেবার জন্য একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জার নির্দিষ্ট করে এমন সরঞ্জাম প্রকৌশলীদের সরবরাহকারীর সাথে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি নিশ্চিত করা উচিত।
জল কঠোরতা।সেবার পানিতে ক্যালসিয়াম কার্বনেটের ঘনত্ব উল্লেখ করুন।
অপারেটিং তাপমাত্রা।সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা এবং টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা উল্লেখ করুন.
প্রবাহ বেগ।ন্যূনতম টিউব-পার্শ্বের বেগ নির্দিষ্ট করুন। হার্ড ওয়াটার সার্ভিসের জন্য 1.5-2.0 m/s বেগ বাঞ্ছনীয়।
পরিচ্ছন্নতার ব্যবধান।প্রত্যাশিত পরিষ্কারের ব্যবধান এবং পরিষ্কারের পদ্ধতি উল্লেখ করুন।
ফাউলিং মার্জিন।জলের কঠোরতা এবং পরিষ্কারের ব্যবধানের উপর ভিত্তি করে ফাউলিং মার্জিন নির্দিষ্ট করুন।
পৃষ্ঠ এলাকা।তাপ লোড এবং ফাউলিং মার্জিনের জন্য প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা নির্দিষ্ট করুন।
তাপ প্রবাহ।দেয়ালের তাপমাত্রা সীমার উপর ভিত্তি করে সর্বাধিক অনুমোদিত তাপ প্রবাহ নির্দিষ্ট করুন।
পরিচ্ছন্নতার বিধান।স্থান পরিষ্কার করার জন্য প্রয়োজনীয় সংযোগ এবং ভালভিং- নির্দিষ্ট করুন৷
হার্ড ওয়াটার কন্ডিশনের সাথে ফাউলিং মার্জিন ম্যাচ করা
হার্ড ওয়াটার সার্ভিসে PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের ফাউলিং মার্জিন নির্ভর করে পানির কঠোরতা, টিউবের দেয়ালের তাপমাত্রা, পরিষ্কারের ব্যবধান এবং গ্রহণযোগ্য কর্মক্ষমতা হ্রাসের উপর। 10-20% এর প্রচলিত মার্জিন প্রায়শই অপর্যাপ্ত। পরিচ্ছন্নতার ব্যবধানের উপর নির্ভর করে মাঝারি কঠিন থেকে খুব শক্ত জলের জন্য প্রস্তাবিত মার্জিন হল 20-50%।
পরিষেবা জীবনের উপর মালিকানার মোট খরচের উপর ভিত্তি করে মার্জিন নির্বাচন করা উচিত। একটি বড় মার্জিন মূলধন খরচ বাড়ায় কিন্তু পরিষ্কারের ফ্রিকোয়েন্সি এবং উত্পাদন ক্ষতি হ্রাস করে। সর্বোত্তম মার্জিন মোট খরচ কমিয়ে দেয়।
PTFE হিট এক্সচেঞ্জার বিকল্পগুলি মূল্যায়ন করা হার্ড ওয়াটার পরিষেবা সুবিধাগুলির জন্য, ফাউলিং মার্জিনটি সংগ্রহের নথিতে উল্লেখ করা উচিত এবং কমিশনিংয়ের সময় যাচাই করা উচিত। প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত ডিফল্ট কনফিগারেশনে পর্যাপ্ত মার্জিন অন্তর্ভুক্ত নাও হতে পারে এবং ফলস্বরূপ কর্মক্ষমতা হ্রাসের জন্য প্রত্যাশার চেয়ে বেশি ঘন ঘন পরিষ্কারের প্রয়োজন হতে পারে।
হার্ড ওয়াটার বা অন্যান্য ফাউলিং পরিষেবার জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের স্পেসিফিকেশনগুলি মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলী এবং সংগ্রহ বিশেষজ্ঞরা জলের কঠোরতা, অপারেটিং তাপমাত্রা, প্রবাহের বেগ, পরিষ্কারের ব্যবধান এবং ফাউলিং মার্জিনকে কভার করে একটি নকশা পর্যালোচনার অনুরোধ করতে পারেন যাতে নিশ্চিত করা যায় যে ইউনিটটি প্রকৃত জলের গুণমান এবং সুবিধার অপারেটিং খরচ কাঠামোর সাথে মিলেছে।
