Was ist bei einem Titanrohrbündelheizgerät in einer 15 %igen Aluminiumsulfatlösung (Alaun) bei 70 Grad die kritische Dicke der Aluminiumhydroxidschicht, die zu einer 50 %igen Verringerung der Wärmeübertragungseffizienz führt?

Ablagerungen aus Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) werden auf erhitzten Titanoberflächen in 15 % Aluminiumsulfat (Alaun) bei 70 Grad ausgefällt. Die Waage hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit (0,2–0,4 W/mK gegenüber 21,9 W/mK für Titan). Eine entscheidende Zunderdicke von 0,5 mm führt zu einer Reduzierung der Wärmeübertragungseffizienz um 50 %, was eine Verdoppelung der Aufheizzeit oder des Stromverbrauchs erfordert.

Quantitative Abnahme der Wärmeübertragung mit der Zunderdicke

Ti der Güteklasse 2, 15 % Al2(SO4)3, 70 Grad Wärmefluss 20 W/cm2:

Zunderdicke (mm) Zusätzlicher Wärmewiderstand (m2.K/W) Reduzierung der Wärmeübertragung (%) Leistungssteigerung erforderlich
0 (sauber) 0 0% 1,0× 0.1 0.00025-0.0005 10-20% 1,1–1,25× 0.2 0.0005-0.001 20-35% 1,25–1,5× 0.3 0.00075-0.0015 30-50% 1,4–2,0× 0.5 0.00125-0.0025 45-65% 1,8–2,8× 1.0 0.0025-0.005 65-85% 2,8–6,5× Skalierungswachstumsrate vs. Zeit

Zeit (Stunden) Zunderdicke (mm) Reduzierung der Wärmeübertragung (%) 100 0.05-0.10 5-15% 500 0.15-0.30 20-45% 1,000 0.25-0.50 35-65% 2,000 0.40-0.80 50-80%
Leitfaden zur Skalenverwaltung

Zunderdicke (mm) Reduzierung der WärmeübertragungEmpfohlene Aktionshäufigkeit der Reinigung<0.1 <15%Annual 0.1-0.2 15-30% NoneMonitor Quarterly 0.2-0.5 30-60%Clean Now Monthly >0.5 >60 % kritische wöchentliche technische Empfehlung „Clean Now“.

Clean heater for aluminium sulphate service when scale thickness is 0.3 mm to avoid >50 % Wärmeübertragungsverlust. Al(OH)₃-Ablagerungen 30 Minuten lang in 5 %iger Salzsäure bei 50 °C auflösen. Der Ingenieur misst die Dicke der Zunderschicht, um die Wärmeübertragung effizient zu halten.