р (Рассохин Н.Г - Парогенераторные установки атомных станций (1987)), страница 13

В теплообменннках АЭС, как правило, длина этого участка невелика, поэтому, учитывая относительно большую длину трубок поверхности теплообмена, можно принять для всей их длины турбулентный режим течения пленки конденсата. Для расчета коэффнци- 109 Р Д в РФ() л —. 6 24, (в.'4. (( а) б 466! С=66624: —.ОД б >ОО) С -6224, -464. 16.261 1446 Д вЂ” а ОНВ12. — 424) 114 Д Р 1 1 в О.б,, («( (,ъм... (6 21) Х 2( =О161264"', (6 261 Рд в (6.4). Ф вЂ” ОР д=(4(~ю')(67)' 624(Р (ВДР) (( 4) (6.26) р ОД< 1„<3 76 =(21.)( 1 )'; (( 211 пв в т' — т,', т.к тчт. ~ .

тт.,~а ВттЕР Кт. .„=С. — ' — Р тт,.рт т.т' ~ а тт1 тбяя» ",~ ! т я РУ У У т е т е сапротияявтия лнеяинию сднаоязнсто параня в псяа тностяк твтласямеия тя в* т ГиАРОлиняятнчесние пРОцессы В пт е тя, осине пОЯОжения 'т .Ъ яр,-лн+ьр„. т т. о «и.р р р рт тр М -" 4~-4Ъ Р.4> -!"~ ", ">' м -имиемь оэ> д 74 ~ 2 3д , 4 ! ' $7.6! Т Р в и.~ р м.. зим ецио ......

о.~ г.о ь,=- К.— Я~~а„„+ (7.6) 3Ж Рие, 72. Схема пеРообРезуедцего панеле 11, град оа ео 50 70 ао яо 0,38 ~ 0,15 0,53 0,00 1 0,95 0,53 (7.15'г 125 Таблица 7.1. Значение попрееочного иоеф$иииегпз е при резличнмх е Углах небегеиии погоне где и — число трубок в пучке; о/ ., г/ — соответственно внутренний диаметр корпуса и наружный диаметр трубки, м. При поперечном омывании трубных пучков основу сопротивления потоку составляют попеременные сужении и расширения проходного сечения. Сопротивление трения по сравнению с суммой этих местных сопротивлений составляет незначительную долю.

Поэтому в технических расчетах сопротивление трения отдельно не определяется, а сразу же подсчитывается суммарное гидравлическое сопротивление трубного пучка арпи, Па: б/г,. = $,р( /2). (7.9) Коэффициент сопротивления поперечного пучка 5„ зависит от конструкционных характеристик пучка н режима течения. С достаточной степенью точности длЯ опРеДелениЯ 5п можно Яспользовать следующие соотношения: для шахматных пучков $п — — (4+ 6,6хе) Ке — 0 ге пРи з„Мм < Яг/дп; (7.10) еп — — (5.4 + 3,4хг) Ке — о'з пРи Я,/д„> ЯЩ;, (7.11) для коридорных пучков (6 1 9з )1(е вша,ге( /д ) — о,гг (7.12) где зг — число рядов в пучке в направлении движения.

Определяющей температурой является средняя для пучка температура потока. Число це подсчитывается по скорости в самом узком сечении ряда и по наружному диаметру трубок. Если поток омывает трубный пучок с углом атаки гр, отличным от 9(Р, то в (7.9) необходимо вводить поправку из табл. 7.1. Формулы, применяемые для определенна гидравлических сопротивлений, справедливы и для двухфазных потоков, если рассматривать их как гомогенные, т. е.

без учета относительной скорости фаз. Но в формулы, содержашне плотность и скорость, следует, естественно, подставлять их значения для двухфазного потока, вычисленные в соответствии с рекомендациями $7.3. й 7.3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГИДРОДИНАМИКИ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА Характеристики двухфазного потока. Гндродинамическне характеристики движения двухфазного потока могут быть рассчитаны.

если известны плотность пароводяной смеси ра„и ее ско- 124 рость гп,„в рассматриваемом сечении. Величины р, и гя,м и в настоящее время определяются в основном экспериментально. При движении пароводяпой смеси в каналах происходит изменение соотношения между массами и объемами фаз, а границы их раздела меняются по длине канала и в большинстве случаев не имеют четко выраженного характера.

При установившемся режиме движение двухфазной среды характеризуется постоянством массового расхода пароводяной смеси через любое сечение. Но средние по сечению скорости фаз между собой не равны, и это один из основных источников трудности расчета характеристик двухфазного потока. Различие в скоростях фаз при установившемся режиме зависит от массового расхода пароводяной смеси, параметров ее (главным образом давления), направления движения потока, интенсивности обогрева и др. Многообразие влияющих на гидродинамику факторов требует не только определения ряда дополнительных по сравнению с однофазным потоком величин, но и введения нескольких условных характеристик.

При поступлении в обогреваемый канал массы воды Ва, кг/с, наиболее просто для установившегося режима определяются массовые расходы смеси /7,м, паровой /7м и водяной В, фаз, а также массовое расходное паросодержание или сухость пара х. Основными соотношениями для их определения являются уравнения сплошности и теплового баланса для рассматриваемого участка канала. Первое записывается в этом случае следующим образом: "0 Оп+1~а '~7см (7.13) Уравнение теплового баланса для канала (рис. 7.2) при усреднении на рассматриваемом участке теплового потока ць Вт, может быть записано в конечных величинах: О,м(й — й') =0,(1 — /ге), (7.14) где /г, й' — соответственно энтальпия пароводяной смеси на выходе из рассматриваемого участка и энтальпия воды в сечении начала закипания, Лж/кг; 1, 1„ — соответственно расстояние от входа канала до рассматриваемого сечения и до сечения начала закипаниЯ, м; ~/г — УдельнаЯ тепловаЯ нагРУзка канала длиной 1 м, Вт/м.

Из (7.14) прн прочих известных величинах определяется энтальпия смеси, Дж/кг: й = й + 0г(1 /,,)/17,„. Произведение Р,кй, Бт, представляет собой количество тепла, жереноснмое пароводяной смесью через рассматриваемое сечение в единицу времени. Очевидно, количество тепла, переносимого каждой фазой, составит соответственно для воды и пара Р,Ь' и вп(Ь'+г) „и тогда В,„Ь = Щб+,0„(Ь' + г), (7.16) где г — скрытая теплота парообразования, Дж/кг. Выражение (7.16) представляет собой прямую взаимосвязь между энтальпиями потока и его отдельных фаз. Под массовым (расходным) паросодержанием понимается отношение массы паровой фазы к суммарной массе двухфазного потоки х = В /(В, + 0„) = В„/В,.

(7.17) Разделив левую и правую части (7.16) на Р, =Во и учтя выражение (7.17), получим соотношение для расчета массового царосодержания в рассматриваемом сечении канала: Ь = (В, + 0„) Ь'/Рэ + гВ,/Во = Ь' + гх, или (7.И) х = (Ь вЂ” Ь')/г. Величина х, определенная по (7.18), является ничем иным, как относительной энтальпией двухфазного потока, выраженной через теплоту парообразования. Следует иметь в виду, что х как относительная энтальпия начинает широко применяться при обработке данных по теплообмену в парогенерирующих каналах не только н области двухфазных потоков, но и при поверхностном кипении, где Ь вЂ” Ь' имеет отрицательное значение.

И, несмотря на то что при поверхностном кипении в пристеночном слое имеется определенное паросодержание, х в среднем для потока †величи отрицательная. Поэтому при рассмотрении экспериментальных данных по температурному режиму парогенерирующих каналов следует иметь в виду, что х характеризует расходное паросодержание в канале после сечения начала закипания.

Перед этим сечением х нужно рассматривать как энтальпню потока, выраженную в относительных единицах. Чтобы иметь полное представление о производительности парогенерирующего канала, нужно знать четыре величины: Ро(в,,„), Р, Р, и х, которые легко определяются, если известны хотя бы любые две из них. Обычно для парогенернрующих каналов бывают известны Ро как заданная величина и х, рассчитанная с использованием (7.15) и (7.18). Массовые характеристики, необходимые для определения тепловых и расходных показателей парогенерирующего канала (массы фаз, соотношения их, расход тепла и др.), вместе с тем являют- 126 ся исходными для получения основных величин, позволяющих проводить гидродинамические расчеты двухфазных потоков, К ним относятся приведенные скорости пара ш"~ и воды ш'е, а также скорость циркуляции и,. Приведенными скоростями принято называть отношение объемного расхода каждой фазы на данном участке канала к полному поперечному сечению канала.

Скорость циркуляции — это скорость, которую имела бы в данном сечении вода, если бы она проходила через него с массовым расх равным расходу пароводяной смеси. В соответствии с этими мулировками Ю фор- (7.19) ~', = Р„о*'//; пь = В,п'//; ю, = В,„о'//. где и" и о' — соответственно удельные объемы пара и воды при Г„мз/кг; а / — площадь проходного сечения канала, мз. Приведенные скорости можно использовать для определения массового паросодержания х = В./Р = пар"/(пЬр') = пчп'/(п4,о ).

(7.20~ Из (7.19) следует, что при постоянном проходном сечении канала ио, м/с,— величина неизменная, а в"О и в'О изменяются в зависимости от массового расхода фаз. Приведенные скорости и скорость циркуляции имеют между собой связь, определяемую уравнением (7.13), из которого при /=сонэ( следует ювр = м'ар + щф ю зрея = соп51.

Тогда ш = п~о+ гао(р"/р')- (7.22) Массовые характеристики двухфазного потока являются исходными для определения объемных характеристик. В первую очередь через массовые расходы определяются объемные расходы пара У, и воды $~„м'/с: )~,= В„/р" и 1~ = В,/р'. (7.23~ С учетом (7.19) объемные расходы могут быть выражены через приведенные скорости: 1' = пь/, м~/с н У = пь). (7.24) Если известны площади поперечного сечения, занимаемые каждой фазой, то можно определить действительные средние по сечению скорости каждой фазы: юп = 1 в//и = юэ (///п)1 (7.25/ ю. = у.//. = в'(//(/ — /.)1.

Средние действительные скорости пара и воды не равны между собой. При подъемном и горизонтальном движении скорость паровой фазы больше, а при опускном водяная фаза движется 127 , ема и и'в — соответственно заменив в этом отношении (7.40) Рис 7.3. Усредиевиое распределение пароводвиоа смеси в элементе канала (7.41) анни соотношений (7.22) (7.42) аросодержаний (х и ()) оляет получать только я необходимой точноледования как по пряфункциональной связи ми легко выявляется через расходные па- синем l - ожет быть ,бразовании мо „р" )-' .