Режимы двухфазных течений в трубах

1. Режимы двухфазных течений в трубах

Котельные установки и парогенераторы
Режимы двухфазных течений
в трубах
Лекция №3

2.

Влияние угла наклона трубы

3.

Режимы двухфазного течения вдоль вертикальной обогреваемой трубы
8 –паровой
7 –неравновесный
tП tS
6 –дисперсный
5г – кольцевой
5в – дисперсно-кольцевой
5б – эмульсионный (>3МПа)
5 а – снарядный (< 3МПа)
4- пузырьковое течение
3- начало кипения t СТ t НК
2 - перегрев t СТ t S
1 – однофазное течение
tСТ t Ж t S

4.

Балансовые соотношения для режимов течения теплоносителя в вертикальной трубе
Начальные условия :
;
G , кг/с; ql const ; hO h hНЕД (h hO ) 0 ;
P f l
- балансовая (средняя) энтальпия потока
(1)
- общая длина участка нагрева
(2)
- балансовое массовое паросодержание
(3)
1,2,3 – однофазное течение жидкости ( hO h ; t Ж t S ; x б 0 )
- длина экономайзерного балансового участка
4,5 ,6– испарительные участки
( 0 xб 1 )
- балансовая длина испарительного участка
(4)
(5)
(6)
7,8 – участок перегрева пара ( x б 1 )
- балансовая длина перегревательного участка
(7)

5.

Силы, действующие на пузырек пара в двухфазном потоке
- напор жидкости
- сила Архимеда
(
;
(1)
(2)
)
- поверхностное натяжение
- аэродинамическая сила
(3)
(4)
Условие отрыва пузыря от поверхности нагрева
(5)
Участок 3 ( холодное кипение)
У стенки :
, но
,
истинное паросодержание
Образовавшиеся пузырьки пара из перегретого выше температуры насыщения
пристеночного слоя жидкости выносятся в недогретую до температуры
насыщения жидкость. До процесса схлопывания вследствие конденсации пара
они движутся в недогретой жидкости. Процесс является термодинамически
неравновесным.

6.

Изменение режимов водного теплоносителя для вертикального
двухфазного потока (р=7МПа, d=12,7 мм)
1 – пузырьковый режим
2 – нарядный
3 – эмульсионный
4 – дисперсно-кольцевой
5 –кольцевой
6 - дисперсный

7.

Эпюра скоростей двухфазного потока
Подъемное течение
Пузырьковый
режим
Кольцевой
режим
Опускное течение
Пузырьковый
режим
Кольцевой
режим

8.

Карта режимов двухфазного потока в горизонтальной трубе
1 – пузырьковый
2 – снарядный
3 - расслоенный (слоистый)
4 – волновой
5 – кольцевой
- приведенные скорости
Виды слоистого течения
(малые значения числа Фруда )
слоистый
волновой
W2
Fr
g d ВН
- критерий Фруда
(отношение сил инерции и Архимеда)
поршневой

9.

Сопротивление при движении потока теплоносителя в трубе
Однофазный поток
(1)
Двухфазный поток
(2)
За основу расчетов РТР и PМ принимается гомогенная модель, затем вводятся
экспериментальные поправки, учитывающие истинные параметры.
(3)
(4)
(5)
(6)
- вертикальная труба
(«+» - подъемное течение; «-» –опускное течение)
(6а)

10.

Сопротивление пароводяного потока в зависимости от среднего паросодержания
Адиабатный поток:
(1)
( x 0 )
С обогревом потока:
(2)
Постоянное паросодержание:
(3)
Переменное паросодержание:
(4)
1 –гомогенный поток;
2 – без обогрева; 3 – с обогревом

11.

Спасибо за внимание