
【化】 scaling rate
【化】 deposit; scale formation; scaling
rate; speed; tempo; velocity
【化】 rate; speed
【醫】 speed; velocity
結垢速率(Scaling Rate)是工業水處理與熱交換系統領域的核心參數,指單位時間内固體沉積物在設備表面形成的厚度或質量增量,常用單位為毫米/年(mm/a)或克/平方米·小時(g/m²·h)。該術語英文對譯為"scaling rate",常見于化工、能源等領域的設備維護研究。
在工程實踐中,結垢速率可通過以下公式量化:
$$
R = frac{Delta m}{A cdot Delta t}
$$
其中R為結垢速率,Δm為Δt時間内的沉積物質量變化,A為傳熱面積。美國材料與試驗協會(ASTM)标準D3739對此類計算有詳細規範。
典型應用場景包括:
中國國家标準化管理委員會(GB/T 16811-2018)将結垢速率列為工業循環水系統驗收必檢指标。研究顯示,水質硬度每增加50ppm,結垢速率将提升18%-22%(《水處理技術》期刊,2020年第三期)。國際水協會(IWA)建議通過實時監測pH值、濁度等參數預測結垢趨勢。
結垢速率是描述熱力設備或管道表面沉澱物(水垢)形成速度的指标,其定義和影響因素可歸納如下:
結垢速率通常指單位時間内單位面積上沉積的垢量,常用單位為克/(平方米·年)。例如,鍋爐水冷壁管每年每平方米的結垢量直接反映設備受污染程度。
流體性質與溫度
流速與剪切力
流體流速通過剪切應力影響結垢速率。實驗表明,流速從5英尺/秒提升至15英尺/秒時,熱交換器清洗周期從2個月延長至24個月,說明高流速能有效剝離垢層。
表面特性
換熱器表面粗糙度對結垢速率影響較小,但材料類型和表面溫度差異會顯著改變沉澱物附着速度。
通過化學處理(如軟化水質)、優化流速、定期清洗及使用抗垢材料可有效控制結垢速率。例如,循環水系統中需結合CaCO₃溶解度模型預測結垢趨勢。
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