Гидродинамика двухфазного потока. Основные режимы движения пароводяной смеси вертикальных трубах

Гидродинамика двухфазного потока. Основные режимы движения пароводяной смеси вертикальных трубах

Пароводяная смесь – среда движущаяся в канале, часть объема которого занята жидкой фазой, а остальная паровой. Это могут быть капли жидкости в потоке пара или пузыри пара в потоке жидкости.

Равновесная смесь – смесь, в которой  и равны  при данном давлении.

Неравновесная – смесь, в которой  (возможно в лаборатории).

Эффективность охлаждения стенки потоком ПВС зависит от структуры потока. Различают следующие структуры при подъемном движении:

1 Пузырчатая – поток с низким содержанием пара.

(+)Стенки надежно охлаждаются.

Режим характерен для котлов низкого и среднего давления.

2 Пробковая (снарядовая) (+) стенка омывается

 потоком воды, хорошо охлаждается.

(-) пузыри сливаются, происходят удары, частые теплосмены.

3 Стержневая (-) Тонкий слой воды, слабое охлаждение.

 Для котлов высокого давления.

4 Эмульсионная структура равномерное

распределение жидкой и паровой фазы

(для прямоточных котлов)

Структура потока сильно зависит от направления движения среды. При горизонтальном расположении происходит расслоение потока. .

Основные параметры, характеризующие движение двухфазного потока. Его массовые и объемные характеристики.

                    – массовая расход среды через массовое сечение. Остается неизменной, если нет отборов и не меняется сечение.

-скорость циркуляции. Скорость во входном сечение подъемных труб.

χ- массовое паросодержание

χ=

 

- расход кипящей воды в составе пароводяной смеси.

- массовый расход пара в составе смеси схого насыщенного пара

кратность циркуляции,

=5-14;  =0,2-0,14(д/ВД)

=20-50  =0,05-0,02(д/СД)

=200-300(д/НД)

=1(д/прямоточного)

Приведенные скорости.

Под приведенной скоростью пара понимается такая скорость, какую он имел бы, находясь в таком же количестве, что и в ПВС и один занимал бы все сечение канала.

 

Под приведенной скоростью водыпонимается такая скорость,которую бы она могла иметь,если бы она одна заимала все сечение канала,находясь в таком количестве что и ПВС.

 

 -скорость циркуляции.

Объемные характеристики.

 - доля сечения канала занятая паровой фазой.

-реальный объемный расход воды

 –реальный объемный расход пара

-реальная скорость воды

-реальная скорость пара

 

В общем случае  ≠  ; скорость скольжения фаз, при подъемном движении 0, при опускном .

При  =  (расходное паросодержание)

;

- поправочный коэффициент

При увеличении W,с стремиться к 1.Чем больше P,тем больше скольжение.

 ;  ; - плотность ПВС

Скорость смеси.

®f(Pбар)

®f(Pбар)

Sдв=Hпар*g*j(r’-r’’)

Sдв=Hпар*g(r’-rсм)

Цели и задачи расчета циркуляции. Исходные данные к расчету. Разбивка подъемных труб на участки.

Задача заключается в оптимизации конструкции циркуляционного контура,проверка надежности работы контура,проведение мероприятий по повышению надежности

В процессе расчета циркуляции определяются скорость циркуляции, массовое паросодержание, движущий и полезный напоры,кратность циркуляции.Расчет циркуляции заключается в совместном решении основного уравнения циркуляции и неразрывности баланса.

Для расчета необходимы данные

-результаты теплового расчета

- диаметр наружний и внутренний всех труб

-длины и высоты всех труб с разбивкой подъемных паросодержащих труб на отдельные участки для расчета движущих и полезных напоров

- угол наклона всех труб к горизонтали

- характеристика всех местных сопротивлений

- характеристика внутрибарабанных устройств

 Для расчета движущих напоров подъемные парообразующие трубы разбивают на участки, исходя из требований:

- участок выделяется в самостоятельный, если диаметр его трубы отличается от остальной части

-если угол наклона к горизонтали отличается больше чем на 20  при условии, что высота участка составляет не менее 10% от общей высоты

- если удельный тепловой поток отличается от среднего у контура на 30 и более %, при условии, что высота не менее 10 % от общей высоты

- необогреваемые участки выделяются в качестве самостоятельных, если их высота не меньше 5% от общей высоты

 

Гидродинамика двухфазного потока. Основные режимы движения пароводяной смеси вертикальных трубах

Пароводяная смесь – среда движущаяся в канале, часть объема которого занята жидкой фазой, а остальная паровой. Это могут быть капли жидкости в потоке пара или пузыри пара в потоке жидкости.

Равновесная смесь – смесь, в которой  и равны  при данном давлении.

Неравновесная – смесь, в которой  (возможно в лаборатории).

Эффективность охлаждения стенки потоком ПВС зависит от структуры потока. Различают следующие структуры при подъемном движении:

1 Пузырчатая – поток с низким содержанием пара.

(+)Стенки надежно охлаждаются.

Режим характерен для котлов низкого и среднего давления.

2 Пробковая (снарядовая) (+) стенка омывается

 потоком воды, хорошо охлаждается.

(-) пузыри сливаются, происходят удары, частые теплосмены.

3 Стержневая (-) Тонкий слой воды, слабое охлаждение.

 Для котлов высокого давления.

4 Эмульсионная структура равномерное

распределение жидкой и паровой фазы

(для прямоточных котлов)

Структура потока сильно зависит от направления движения среды. При горизонтальном расположении происходит расслоение потока. .