Гидравлические характеристики парогенерирующих каналов
ПГ представляет из себя пучек параллельных труб, объединенных по входу и выходу теплоносителя. Расход среды через канал определяется из условия равенства полного гидравлического сопротивления канала и полного перепада давлений между раздающим и собирающим коллекторами.
,
где
– гидравлическая характеристика канала.
Гидравлическая характеристика зависит от типа канала. По характеру состояния потока все шины каналов в ПГ и реакторах можно разделить на 4 типа.
Каналы, в которых происходит подогрев жидкости с t < tS.
Каналы, в которых происходит перегрев сухого насыщенного пара.
Каналы, в которые поступает вода при t < tS, а выходит пароводяная смесь с массовым расходным паросодержанием х < 1 (клиящие каналы РБМК, испаритель БН).
Каналы, на входе в которые подается вода недогретая до tS, а на выходе перегретый пар (БН-600).
1 и 2 тип характеризуются движением однофазного потока.
3 и 4 – двухфазного потока.
,
где
– нивелирный напор – разности
гидростатических давлений в разных
сечениях канала.
для наклонных труб
,
где l – длина трубы, α – угол наклона.
Нивелирная составляющая зависит от
расхода через плотность потока. С
изменением расхода меняются температурные
параметры –
.
При G = 0
,
а при
возрастает.
Потери напора на ускорение потока
возникают тогда, когда скорость потока
на входе и выходе будет сильно изменяться,
т.е. когда средняя скорость потока
меняется.
определяется разностью количеств движения на входе и выходе из канала.
Для двухфазных потоков определяется как сумма разности количеств движения для каждой фазы. В практических расчетах можно пренебречь.
Потери напора на трение при движение в изотермических трубах можно определять по формуле Дарси
.
Для ламинарного режима течения
;
.
Для переходного режима
берется из таблицы в зависимости от
и Re.
В турбулентном обр. для гладких труб
.
В автомод зависит от и не зависит от Re
.
Формула Дарси – для движения однофазной среды.
Для двухфазной:
;
.
Это уравнение дает ошибку так как оно не учитывает процессы при движении смен.
Ошибку исключает следующим образом:
Определяют для двухфазного потока.
Введением в уравнение направленного множителя
.
(1)
зависит от массовой скорости, давления, и паросодержания х.
Для двухфазного потока
кроме явной зависимости от G (квадрат)
имеет и неявную зависимость от G
через х:
,
(2)
Как видно
складывается из двух слагаемых, причем
после подстановки уравнения (2) в (1)
видно, что
.
(3)
Таким образом, и в этом случае мы имеем жесткую характеристику, так как уравнение (3) при любой левой части будет иметь только один положительный корень. Другими словами, при заданном перепаде давлений в канале Р существует лишь единственное значение расхода.
Предположим, что кипение начинается тогда, когда вся жидкость нагрета.
Потери на трение состоят из двух соотношений:
;
.
Длина lэк может быть найдена из уравнения теплового баланса и теплопередачи
;
;
;
;
;
q = const – исп. участок;
;
;
;
.
lисп при увеличение G уменьшается.