4.2.2. Влияние радиуса гиба трубы

Криволинейные участки труб встречаются в экранных поверхностях нагрева в многоходовых меандровых элементах при обводах амбразур горелок, лючков и других устройств.

Отличительной особенностью движения жидкости в криволинейных трубах являются центробежные силы, направленные от внутренней образующей гиба к наружной (рис. 4.5)

Под действием центробежных сил среда, находящаяся в ядре потока, как наиболее плотная, отжимается к наружной образующей гиба, вытесняя при этом жидкость с меньшей плотностью. Возникает вторичная циркуляция в виде двух симметричных вихрей, направленных навстречу друг другу. Это приводит к образованию у внутренней образующей гиба узкой полоски с менее активным охлаждением. Температуры стенки на внутренней поверхности

Рис. 4.5 Движение среды в поперечном сечении криволинейного канала

становятся выше, чем на наружной образующей. Поэтому при расчете температурного режима опасной точкой в расчетном сечении будет точка на внутренней образующей трубы.

4.2.3. Влияние растечки теплоты

Неравномерность распределения плотностей тепловых потоков по периметру трубы вызывает неравномерность температуры стенки и, следовательно, перетока теплоты от сечения с большей температурой к сечению с меньшей температурой. В результате наиболее обогреваемая образующая труба, где находится расчетная точка трубы, уменьшает свою температуру. Это явление количественно оценивается коэффициентом растечки теплоты , представляющем отношение истинной температуры стенки к температуре стенки при равномерном распределении плотности теплового потока по периметру трубы.

На рис. 4.6 показано качественное изменение коэффициента растечки теплоты , от режимных и конструктивных параметров. Здесь под режимным параметром понимается число БИО : .

Как известно коэффициент теплопроводности зависит от температуры металла. Поэтому для определения числа БИО предварительно принимают температуру металла в зависимости от вида рассчитываемой поверхности:

• для параобразующих труб ;

• для конвективных пароперегревателей при температуре газов ;

• для некипящих экономайзеров .

4.2.4. Влияние температурной разверки

Превышение температуры среды в разверенной трубе в расчетном сечении по сравнению с температурой среды в средней трубе зависит как от тепловой разверки в расчетном элементе, так и от схемы его соединения с предыдущим элементом. В общем случае , где определяется по энтальпии среды в расчетном сечении разверенной трубы.

При полном перемешивании среды на входе в раздающий коллектор рассчитываемого элемента

,

где - среднее приращение энтальпии в элементе (в средней трубе) до расчетного сечения, - энтальпия среды в средней трубе в расчетном сечении.

Если рассчитываемый элемент является промежуточным и перед раздающим коллекторомне обеспечивается полного перемешивания среды, то

,

где индекс "пр" говорит о принадлежности показателей к предвключенному элементу, - полное приращение энтальпии в предвключенном элементе, а – коэффициент, учитывающийполноту перемешивания среды. Его значение зависит от конструктивного исполнения подводов.

Значения коэффициента а:

• Односторонний ввод в конец коллектора или полное перемешивание в предвключенном элементе - а = 0;

• Двусторонний ввод или малое количество подводящих труб к раздающему коллектору - а = 0,5;

• Проходной коллектор или большое число подводящих труб к раздающему коллектору - а = 1;