Вопрос № 206 Какую температуру имеет рабочая среда в фестоне?

Температуру насыщения при давлении в барабане.

Фестон - является испарительной поверхностью, установленной перед пароперегревателем.

Фестон образуется из разреженного вверху топки заднего экрана, назначение фестона является организация свободного прохода (выхода) из топки топочных газов и летучей золы в поворотный горизонтальный газоход.

Вопрос № 207

Структура двухфазного потока в вертикальных и горизонтальных трубах.

Режимы движения пароводяного потока оказывают сильное влияние на интенсивность отвода теплоты от поверхности нагрева. Структура потока и режимы его течения при прочих равных условиях определяются ориентацией труб в пространстве. В зависимости от способа организации движения рабочей среды применяют различную ориентацию парообразующих труб.

Вертикальные трубы(1). При малом паросодержании и небольшой скорости пароводяной смеси в адиабатном потоке движутся отдельные пузырьки пара малых размеров – режим пузырьковый (а). С  паросодержания в случае высоких Wр движущая смесь содержит большое количество относительно небольших по размеру пузырей пара в несущем потоке жидкости – эмульсионный режим течения(б). При малых Wр  паросодержания приводит к объединению мелких пузырьков пара в более крупные, диаметр которых соизмерим с диаметром d трубы, а длина может быть в несколько раз больше. Эти образования пара внешне напоминают форму снаряда, и поэтому режим течения снарядный (в). За нормой «снарядов» следует жидкая перемычка, содержащая мелкие пузыри пара.

При  паросодержания водные перемычки между паровыми образованиями сокращаются, образуя в итоге сплошной паровой стержень, движущийся по оси трубы, в котором распылена часть жидкости. Паровой стержень окутан сплошной кольцевой водяной пленкой, движущейся по стенке. Эта пленка надежно охлаждает внутреннюю стенку трубы. Режим дисперсно-кольцевой (г).

При  скорости пара и высоком Р основная масса водяной пленки срывается и уносится каплями в потоке пара, а на стенке остается тонкая водяная пленка, которая затем полностью высыхает. Так, при пленочном кипении паровая пленка отделяет поток жидкости от теплообменной поверхности, жидкость заполняет центр сечения – дисперсно-кольцевой режим (д).

Смена одного режима другим– постепенно без четких границ.

Горизонтальные трубы(2) Вследствие того, что плотность пара меньше, он движется у верхней образующей трубы. Степень асимметрии на прямую зависит от скорости смеси и d трубы. Чем  скорость, тем  асимметрия.

На начальном участке образуется пузырьки пара, которые отрываясь от поверхности нагрева движутся совместно с жидкостью (а) – наблюдается при больших скоростях. При малых скоростях воды на входе асимметрия совместного движения воды и пара приводит к оголению значительных по радиусу участков трубы(б).

(1) (2)

Вопрос № 208 Основные уравнения гидродинамики и теплообмена водопарового тракта

Гидродинамические и тепловые процессы водопарового тракта парового котла и парогенератора протекают в трубах. Стенки труб обладают определенными свойствами: теплопроводностью, теплоемкостью, массой. На поверхности труб протекают соответствующие процессы с окружающей средой на наружной стенке и рабочей – на внутренней стенке. Свойства стенок труб и протекающие на этих стенках процессы учитываются граничными условиями уравнений, описывающих процессы, которые имеют место в водопаровом тракте:

- уравнение материального баланса:

; (1)

- уравнение баланса энергии потока рабочей среды:

; (2)

- уравнение теплового баланса для обогреваемых стенок

(3)

В формулах (1)-(3) - расход рабочей среды через канал, ее плотность и энтальпия; f – сечение канала; z – координата, совпадающая с направлением движения рабочей среды; - линейная плотность потока тепла на внутренней и наружной поверхностях канала; m – линейная масса металла стенок канала (масса стенок трубы длиной 1 м.); - температура и теплоемкость металла; - коэффициент теплоотдачи от стенки к рабочей среде; П – внутренний периметр сечения канала (для трубы )

- уравнение движения

Т.е мы видим, что перепад давлений в канале затрачивается на преодоление следующих сил:

Сил трения (где к- величина определяемая экспериментально );

Сил, обусловленных неоднородностью скоростей на входе и на выходе канала – ускорением потока, то есть неоднородностью поля скоростей по длине канала ;

Сил инерции (неодинаковость полей скоростей во времени);

Составляющей силы тяжести - нивелирная составляющая (то есть разность уровней)