р (1067700), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Формулу (7.49) можно представить в виде Лр„= Лр,м[1+ х(р'|р" — 1)1, (7.51) где Лр,,— гидравлическое сопротивление нри движении однофазной среды со скоростью шз и плотностью р', Вид формулы (7.51) говорит о линейной зависимости Лр, от Лрк, Однако определенные в опытах значения Лр„для пароводяной смеси отличаются от рассчитанных по (7.51). Поэтому ВТИ рекомендует вводить в (7.51) поправочный коэФФициент ф который довольно сложно зависит от давления, наросодержания и скорости потока. Коэффициент ф в зависимости от указанных параметров можно найти в справочной литературе [32) и др. Формула для расчета гидравлических сопротивлений Лр„„, Па, при поперечном обтекании пароводяпой смесью трубных пучков 133 мв ин ю»п ар,„— ьр, .[~+,~~ — ~)).
~ть~ й ф У.~. ОС~ОВ~Н~ Э*~О~<а~Е~НО<УИ БЕЗНАГ~УНС~~ Р 1Р С 6~К Р п.вз~ лр„=в.др — р~ гв > е = — —,—., пи.~ о. вс ~ ож~ Вл*й' — о ~* -ю.: ~,и $37 (8.1) ~отд ~ Готт а 11 Расходными характеристиками барботажного процесса являются приведенная и действительная скорости пара. Средняя скорость воды равна нулю, а следовательно, относительная скорость пара ш, м/с, совпадает с действительной: пд = дэо/дсово' (7.58) В барботажных устройствах большого диаметра установка только погруженного дырчатого листа не обеспечит равномерного распределения пара по сечению парового объема, если отвод пара неравномерен. В том случае, если не будут приняты специальные меры, поток пара направится кратчайшим путем к пароотводящим трубам, используя лишь часть сечения парового объема.
Равномерное использование всего парового объема достигается установкой дроссельного устройства (пароприемного щита) перед пароотводящими трубами. Сопротивление его должно обеспечивать практически одинаковое сопротивление движению пара в паровом объеме, т. е. оно должно быть значительно больше сопротивления парового объема барабана. Сопротивление пароприемного щита бр „„Па, может быть рассчитано по формуле Лрл щ — — 0,75(ш') р", (7.59) где дэо — скорость пара в отверстиях щита, м/с.
Для барботажного устройства необходимо знать действительное расположение по высоте границы двухфазного слоя (рис. 7.7). Обычно для этого используют водомерные приборы (стекла). Однако действительный уровень воды Нвщ м, отличающийся от паказаний прибора (Н"в — «весовой» уровень), может быть определен как На Нв/(1 ср ) (7 60) Соотношение (7.60) получено из баланса сил, действующих на плоскость, которая проходит через нижний штуцер водоуказательного прибора: Нврс я= Норд+ (На — Н,)р"я. (7.61) Но формула (7.61) не учитывает наличия переходной зоны, поэтому (н, ), = н, + 0,5н„,, где (Н",)„„вс — расстояние от плоскости подсоединения к барботеру нижнего штуцера водоуказательного прибора до окончания переходной зоны.
ГЛАВА В ТЕПЛОВЫЕ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА й 8.1. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА Надежность ПГ при длительной эксплуатации, а также эффективность передачи тепла определяются как средними для всей поверхности теплообмена тепловыми и гидродинамическими условиями, так и имеющими место н каждой трубке в отдельности. Прн заданной паропроизводительности по возможности необходимо обеспечить постоянство температурного режима в любом элементе ПГ. А условие где 1„1 — температура поверхности стенки трубки, омываемой теплоносителем, должно выполняться в каждой трубке для всех режимов работы ПГ.
Трубки поверхности теплообмена в рабочих условиях представляют собой многослойные цилиндрические стенки. Чистый металл их с обеих сторон покрыт оксидными пленками. Поверхность, омываемая рабочим телом, может иметь отложения находящихся в воде примесей. Отложения со стороны теплоносителя практически исключаются, так как требования к его чистоте весьма высоки. С учетом этого изменение температур для элементарнога участка трубки представлено на рис.
8;1. Процессы теплообмена и гидродинамики в тракте рабочего тела зависят от параметров ПГ и практически не связаны с видом первичного теплоносителя. Эти процессы в тракте теплоносителя определяются видом н параметрами теплоносителя и для конкретных установок различаются весьма существенно.
Однако для рассмотрения температурного режима поверхностей теплообмена это разнообразие можно обобщить, считая заданными со стороны теплоносителя коэффициент теплоотдачи аь температуру 11 и расход С. При этих условиях 1«„будет определяться удельным тепловым потоком, теплоотдачей к рабочему телу и термическими сопротивлениями стенок. Так как для тонкостенных трубок (дд /д,«2) с достаточной степенью точности можно при расчете теплоотдачи пользоваться закономерностями для плоских стенок, то в соответствии с рис.
8.1 можно написать Тстд = Тв+ д/(1/два+ бош/аалто+ 6,Фов+ бсчАст) (8-2) Г ° =~ +55 где д/ — удельный тепловой поток, Вт/мд; гд — температура рабо- 141 новыми марками перлитных легированных сталей, а для некоторых элементов ПГ и углеродистой. Относительно небольшие толщины стенок трубок и достаточно высокие значения теплопроводностн сталей предопределяют практически незначительные термические сопротивления стенок трубок при рабочих параметрах поверхностей нагрева ПГ.
Так, для трубок из углеродистой стали они лежат в пределах (2 —;!О) К 2Г,10-~, а для труб из нержавеющей (4 —:20)Х10 — з м'-К/Вт. Влияние термического сопротивления стенки на суммарную разность между температурой стенки и температурой ядра потока рабочей среды Л/ различно для разных элементов ПГ. Так, перепад температуры Л/,„в пароперегревателе в 5 — 10 раз меньше перепада температуры Лгь в экономайзере также Л/„<Л/з (но разница между ними менее существенна), в испарительной поверхности, наоборот, Л/„)Л(ь На стенках труб поверхностей нагрева ПГ прн омывании нх водным теплоносителем образуется оксидная пленка, термическое сопротивление которой определяется маркой стали и условиями работы элементов ПГ.
При применении нержавеющей стали термическое сопротивление оксидной пленки не будет превышать 1 ° 10-з мз К/Вт, что в несколько раз меньше термического сопротивления металла. Для труб из углеродистой стали, если не приняты какие-либо специальные меры по повышению ее коррозионной стойкости, Л/„„ достигает сравнимых с Л(„ значений в поверхностях нагрева экономайзера и испарителя (около (5 †: 12) ° 10-з мз-К/Вт). В пароперегревателях окисление поверхности металла, омываемой паром, можно не учитывать, так как Лгр,Ъ Л( Термическое сопротивление слоя отложений может оказать весьма существенное влияние на Л(, особенно если будет допущено попадание в питательную воду кальциевых и магниевых соединений (солей жесткости). Теплопроводность отложений солей жесткости примерно равна 0,5 Вт/(м К). При толщине отложений 0,2 мм термическое сопротивление такого слоя достигает 40.10-з мз К/Вт, что в 10 †раз превысит термическое сопротивление металла труб.
При вполне достижимых в ПГ тепловых потоках, равных (0,1 †: 0,3) 1(Р Вт/мз, соответственно Лг„ 40 †: 120'С. Такие значения Л(„,„ повысят разницу между температурами обогреваемой стенки и ядра потока рабочего тела в несколько раз. Для высокотемпературных ПГ такое положение приведет к аварии. В элементах ПГ с многократной циркуляцией отложения могут образоваться только при неправильной организации водного режима.
А в прямоточных ПГ необходимо считаться с неизбежностью отложений примесей воды, что должно обязательно учитываться при расчете температурного режима поверхностей нагрева и разработке правил эксплуатации. Температурный перепад в рабочем теле (в тепловом пограничном слое) Л/з обусловливается значением коэффициента тепло- отдачи аь Его значения существенно различны в разных элементах ПГ. Наименьшее его значение имеет место в пароперегревателе (ат,), более высокое — в экономайзере (аг„) н еще более высокое в испарителе (аь„).
Для средних параметров ПГ с определенной степенью точности можно считать озпд . ггзан . «"~иеп (8.4) При высоких и сверхвысоких параметрах это соотношение несколько изменится, так как значение аз, будет более высоким (примерно в 2 — 2,5 раза выше, чем при средних). В поверхности нагрева ПГ с однофазной рабочей средой (пароперегревателя, экономайзера) значение аз практически постоянно по всей ее длине. В поверхности нагрева испарителя имеет место зависимость ог„,„ от разности температур Г„з †/,з и, следовательно, аь„, изменяется по ходу движения теплоносителя тем больше, чем больше перепад его температуры на входе и выходе.
В испарителях с многократной циркуляцией рабочего тела всегда имеет место пузырьковый режим кипения, аь„р для различных участков поверхности нагрева определяется на основе одной и той же закономерности. В прямоточных испарителях (особенно в высокотемпературных) требуется разделение поверхности нагрева на две части, в которых закономерности теплообмена различны. В одной части имеет место пузырьковое кипение, в другой при х)хи †дисперсное и, следовательно, ухудшенный теплообмен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
