Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 30
Текст из файла (страница 30)
В практических случаях, очевидно, набор областей па длине обогреваемого канала далеко не обязательно является полным, а длина этих областей зависит от параметров потока и плотности теплового потока иа стеине. Расчет параметров двухазиого потока, особенно в областях 1П, У, У1, отличающихся существенной неравиовескостью, являетси чрезвычайно сложным и в настоящее время проводится по эмпирическим нли полуэмпирическнм методикам (см. п.
1П6.2, 1.16.3). 1.1З.г. ПАРОСОДЕРЖАННЕ НЕАДНАБАТНЫХ ПОТОКОВ В термически равновесных потоках массовое расходное паросодержаиие в лю- боМ сечении г может быть найдено с учетом формулы (1,207) из уравнения тепло- ваго баланса где д — плотность теплового потока иа стенке канала; П вЂ” абогреваемый периметр канала, Если подвод теплоты по длине равномерный, а канал круглый, то 'х (г) = — (г — ге), (1. 208) ~~Од Оем Г где ге — сечение с нулевым паросодержаиием (прн г=г, к=хе=О). Расчет истин. иых объемных паросодержаинй термически равновесных потоков при известном значении х(г) можно проводить в соответствии с рекомендациями, приведенными в п. 1.!5.3, !.15.4. По этим же рекомендациям следует вести расчет ф в зоне У (рис.
1.98), если иа вход в обогреваемую трубу подается иедогретая жидкость. При этом иеобходи. мо помнить, что паросодержание в условиях теплообмеиа непрерывно мекятся по длине канала н расчет дает значенне ф(г), соответствующее иайдеиому по формуле (1.208) значению х(г) для данного сечении канала г. Для расчета действительных значений массовога расходного паросадержания х и соответствующих значений 1р в неравновесных потоках (области Ш и 1У— ряс. 1.98) существует нгсколько эмпирических н полуэмпнрнческих методяк, пригодных в определенных областях режимных параметров, Основные нз этих методик описаны в (31]. В настоящее время, по-вн- димому, недостаточно опытных данных, чтобы на основе их сопоставления с расчетными рекомендациями отдать предпочтение той нли иной из них.
Эдесь приводятся две методики. Методики 3. Л, Мирололескога и др. (25). Истинное объемное парасодержаиие в сечении, в котором хе-О, определяется как 1ре — — 0,43 ( —,) Ке~~д ( — ~) (!.209) где йее 461(г)4)! ь — папиллярная постояикая, определяемая по формуле (1.182); р — вязкость жидкости; ряе н р — критическое и текущее давление. Сечение, в котором начинается кипеииц характеризуется значеним относительной энтальпин потока хе ,(О, которая иаходктся как При отрицательных относительных эитальпиях потока, т. е, в интервале хе (хе<0 (область П1 иа рис. 1.98), истинное объемное паросодержаиие рассчитывается по формуле ха 11,ЗЕ ф = фе (1 — ) .
(!.211) «б.на Граница неравновесного течения при хе)0, т. е. граница областей 1У и (рис. !.98), определяетси значением расходного объемнога паросодержаиия Ре.э = 3 22(41(Р'же ТЦ '" ° (1 212) Соответствующее значение хе.е находится по формуле (1.167), а истинное объемное паросодержаиие 1ре р — по номограммам рис. 1.97 для аднабатиых потоков или по формулам (1.195 а) и (1.192), При известных 1ре и фе р значение истинного объемного паросодержания в области 1У (рис.
1.98) (при 0(хе(хе.е)' находится путем линейной интерполяции; ф фе «е — (1.213) фа в — фе хе.в Методика расчета паросодержаиия в неравиовесяом потоке в соответствии с формулами (1.209) †(1.213) была получена на основе обобщений опытных данных по движению паровадяиых потоков в обогреваемых трубах при следующих условиях: 1) 11,7 —:34,3 мм; Кее — — 5 102 —:! 10',. д1(р'шег) =1,7 10 е —:1 102; р)ряр=0,02 —: 6 1.16 /уарожидкостные потоки в условиях геплообмена 0,44; в канале имеется участок гидродинамической стабилизации, относительная энтальпия на входе в канал голо(го, МетодикоД. А.
Лабунцоэо и др. (43] Основана на физической модели, согласно которой предполагается, что при кипении с недогрезом, во-первых, поофили энтальпий и массовых скоростеи сохраняются такими жц как в предшествующей одиофазной области, а во-вторых, устанавливается определенная связь между истинным абвемиым паросодержа пнем н толщиной пристенного двухфазного слоя, в котором эитальпия больше, чем энтальпия насыщенной жидкости о'. На основе этой модели при го.оо.о,хо <О и (1 — Ф)о )з ор = 1 — [1 — 1, (1.214) 3,62 где И=30!8ТА/()ог)]оно, здесь ЬТ вЂ” температурный напор при кипении; Х вЂ” коэффнциент теплаправодиасти жидкости; Ф= =51./51; 5!.
— числа Стантона для однофазнай области (см. 9 2.5); 51=у/)Р'во(1'— — 1)] Формула (1.214) рекомендуется для пароводяных потоков при р 0,2, 14 МПа; у= (0,3 —:2,5) ° !Оо Вт/мо, во=0,5. 4 м/с. олз.з. гидгавличнскон сопвотивлеинн дВухФАзных потакОВ В услОВиях тнплаовменд В условиях теплообмена в уравнении (1.196) для граднекта данления по длине канала постоянного сечения первый член становится отличным от нуля, причем массовое расходное паросодержание для равновесных потоков определяется формулой (1 208) Для павновесного потока без скольжения фаз (в'=в' в,„) уравнеяие(1.196) с учетам формулы (1.188) принимает внд: г)Р бом во(Р— Р ) + о(г Р" 3 дг + — +р д . (1.215) При постоянной плотности теплового потока для круглого канала с учетом (1.208) градиент давления запишется как '1Р 4тео(Р Р ) Ч дг РР" г + — + Р, до.
(1. 215а) Первый член правой части уравнения (1.215а), отражающий потери давления эа счет ускорения патока, положителен при подводе теплоты к стенкам канала, т. е. при испарении или кипении, и отрицателен при охлаждении стенок канала, т.е. при конденсации. Другими словами, в парогенерирующих трубах потери давления возрастают в сравнении с аднабатными усло. виями, а при конденсации пара в трубе этя потери уменьшаются и при некоторых сочетаниях скорости смеси и теплавога потока на стенке в некотором сечении канала г может произойти полное восстановление давления. Во многих практически важных случаях доля потерь давлений за счет ускорения потока в общем перепаде давления па длине канала мала, так что-этими потерями либо пренебрегают, либо оценивают их приближенна — без учета скольжения фаз и возможной иеравновесностн потока. В частности, потери иа ускорение потока не учитываются при расчете циркуляции в котлах электростанций !43].
В области низких давлений относительная роль потерь давлений за счет ускорения потока возрастает. В этом случае целесообразно сначала приближенно оценить составляющие градиента давления по уравнению (1.215а), а затем, если первый член правой части этого уравнения окажется соизмеримым с остальными, провести более точный его расчет по уравнению (1.196). Для нахождения истинных скоростей фаз в" и в', входюцих в это уравнениц необходимо найти истинное паросодержание, расчет которого в зависимости от режима течения производится в соответствии с рекомендациями, пркведенными в п. 136.2, В обогревыемых трубах при болыпнх тепловых нагрузках отмечают некоторое увеличение потерь давления на трение в сравнении с адиабатными условиями 125, 43).
Для учета этого увеличения существуют эмпирические формулы, однако согласно [25] в практически важных случаях точность в определении Ьр~~, достигаемая без учета влияния теплового потока, оказывается достаточной. Расчет гидравлического сопротивления трения в двухфазных патаках в условиях теплообмена можно проводить, следовательно, в соответствии с рекомендациями„ приведенными в п.1.15.4. Для пароводяных потоков в абогреваемых трубах, как и в адиабатных условиях, согласно (34) расчет ва всей области паросодержаний ведется по формулам (1.197) или (!.197а) гомогенной модели, но с использованием поправочного множителя ф в соответствии с формулой (1.205).
Множитель ф для обогреваемых труб определяется по номограммам рис. !.99,а. На этих номограммах значениям ф соответствует среднее значение паросодержания в канале, это же среднее значение г должна использоваться в формулах (1.197) и (1.197а). Пользоваться номограммами несложно. По заданным давлению и массовой скорости определяют параметр (р'вор), затем — среднее массовое расходное паросодержание з канале. Если давление в канале меньше Механика жидкости и газа Равд.
1 )7'ар = 000000 70 Цкг. З70а)77!ма д С) 7г 7! 00 0 00 0И 00 00 70 00 00 07 00 00!0 а) р"я!0= 0 000 02( .004!ме ) 3 У 00 70 7,2 00 07 0У ' 0 0г 0Р 00 00 00 0,0 07 00 00 !0 .Ц Рис. !.99. Номограмма для определения коэффициента ф для пароводяных потоков. о — обогреваемые трубы, б — необогреваемые трубы (прн в~17,6 МПа гр опрепеааетса по осн ор- аннат, прн р>!1,6 МПа — по осн абсннсси 17,6 МПа, то из точки пересечения линии х=сопз1 с кривой, соответствующей нужному значению параметра (р'юер), провоаится горизояталь, определяющая искомое значение поправочного множителя ф При давлениях, больших или равных 17,6 МПа, из этой точки проводится горизояталь до пересечения с криньгми 0 сопз1 в правой части рисунка. Вертикальная ливия, проведенная из этой вовой точки пересечения, дает искомое значение ф Каких-либо методик расчета гидравлического сопротивления, неравновесных двухфазных потоков не существует.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
