换热器结垢英文解释翻译、换热器结垢的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 fouling of heat exchangers

分词翻译：

换热器的英语翻译：

【化】 heat exchanger

结垢的英语翻译：

【化】 deposit; scale formation; scaling

专业解析

换热器结垢（Heat Exchanger Fouling）是指换热器运行过程中，流体中的杂质在传热表面逐渐沉积、积累，形成一层导热性能极差的物质层的过程。该现象会显著降低换热效率，增加能耗和运行成本。以下是详细解释：

一、术语定义

1. 换热器 (Heat Exchanger)

   指通过固体壁面实现两种流体间热量传递的设备，广泛应用于化工、能源、 HVAC 系统等领域。

   来源：ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅷ卷，第4章热交换器设计标准。

2. 结垢 (Fouling)

   特指流体中悬浮颗粒、溶解盐类、微生物（如藻类、细菌）或化学反应产物在传热表面沉积的现象。

   来源：AIChE《化学工程师手册》第11章传热设备结垢机理。

二、结垢的物理化学过程

1. 沉积机制

   • 颗粒沉积：流体中悬浮的固体颗粒（如泥沙、腐蚀产物）因流速降低或表面粗糙而附着。
   • 结晶析出：溶解盐类（如碳酸钙、硫酸钙）因温度/浓度变化在壁面结晶。
   • 生物附着：微生物在适宜条件下繁殖形成生物膜（如冷却水系统中的藻类）。

     来源：NACE International《工业水系统结垢与控制指南》。

2. 结垢层特性

   垢层导热系数通常为0.1~2 W/(m·K)，远低于金属壁面的15~400 W/(m·K)，导致热阻急剧增加。计算公式：

   $$ R_f = frac{delta_f}{lambda_f} $$

   其中 ( R_f ) 为垢层热阻，( delta_f ) 为垢层厚度，( lambda_f ) 为垢层导热系数。

   来源：《工程热物理学报》2020年"换热表面污垢热阻建模研究"。

三、结垢的影响与后果

1. 能效损失

   垢层厚度每增加1 mm，传热系数下降10%~50%，导致能耗上升 5%~20%。

   来源：EPRI《电厂热交换器结垢的经济性分析报告》。

2. 设备寿命缩短

   • 垢层下局部腐蚀（如点蚀）加速设备损坏；
   • 流体阻力增大引发泵功消耗增加。

     来源：API STD 660《炼油厂用换热器》第7.4节结垢维护要求。

四、行业数据参考

据国际能源署（IEA）统计，工业换热系统因结垢导致的额外能耗占全球工业总能耗的2.5%，相当于每年1.4 亿吨标准煤。

来源：IEA报告《Energy Efficiency in Heat Exchanger Networks》（2022）。

网络扩展解释

换热器结垢是指热交换器表面因流体中杂质或化学反应产生的固态物质沉积，导致传热效率下降、能耗增加的现象。以下是详细解释：

一、结垢定义与核心影响

结垢是流体中的溶解盐类、颗粒物、微生物等物质在换热表面逐渐积累的过程。这种沉积物会形成隔热层，使总传热系数降低，压降增加，严重时可导致设备堵塞。

二、主要结垢类型及成因

1. 结晶污垢
   成因：水中钙、镁盐类（如CaCO₃、CaSO₄）因温度或pH变化析出结晶。
   特点：常见于冷却水系统，形成硬质水垢。

2. 颗粒污垢
   成因：流体中的悬浮颗粒（如铁锈、泥沙）在流速较低时沉积。
   特点：形成多孔疏松层，多见于工业冷却系统。

3. 生物污垢
   成因：藻类、细菌等微生物在湿润表面繁殖形成生物膜。
   特点：易堵塞管道，常见于未经处理的水系统。

4. 腐蚀与化学反应污垢
   成因：流体腐蚀金属表面产生氧化物，或流体组分发生化学反应生成沉淀物。
   示例：铁锈垢（Fe₂O₃）、硫化物沉积。

三、关键危害

• 传热效率下降：污垢导热系数低，例如水垢导热系数仅0.5-2 W/(m·K)，远低于金属的50 W/(m·K)。
• 能耗增加：结垢1mm厚可使能耗上升10%-20%。
• 设备寿命缩短：腐蚀性结垢加速金属疲劳，生物污垢引发点蚀。

四、典型计算公式

传热效率下降可通过污垢热阻公式量化：
$$
Rf = frac{1}{U{text{脏}}} - frac{1}{U_{text{净}}}
$$
其中，$R_f$为污垢热阻，$U$为总传热系数。

数据来源：综合极高权威性、2、6及中等权威性、12，更多细节可查阅原始文献。

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