Температурный режим труб котлов скд и особенности теплообмена в зоне фазового перехода

В области фазового перехода имеет место резкое изменение теплофизических свойств рабочего тела. Здесь даже небольшое приращение температуры потока вызывает резкое увеличение теплоемкости, энтальпии потока, снижение вязкости , теплопроводности, плотности, диэлектрической проницаемости и т.д. Данная зона является зоной максимальной теплоемкости (фазового перехода): имеет место при.

Изменение температуры стенки и температуры рабочего телапо тракту котла.

1. температура рабочего тела;

2. температура стенки при ;

3. температура стенки при ;

Общая картина изменения ив прямоточном котле СКД зависит отq (интенсивности обогрева и величины массовой скорости или расхода).

I,I’ – зона подогрева воды. В данной зоне и< .

II,II’ –зона псевдокипения. <; >.

Т.е., в пристенном слое теплофизические свойства рабочего тела могут существенно отличаться от свойств основного потока, что приводит к существенным особенностям теплообмена в этой зоне. При теплообмен интенсифицируется, а принаблюдается ухудшение теплообмена.

III – зона перегрева пара

Рассмотрим влияние теплового потока q на в зоне ФП.

При малых q значение достигает максимума. При больших – минимума.

Уменьшение массовой скорости и увеличениеq расширяет область энтальпий потока с ухудшенным теплообменом.

Режимы, соответствующие кривой 3 возникают, если

Зона III, где является зоной перегретого пара, где теплообмен подчиняется закономерностям конвективного теплообмена для перегретого пара.

ЛЕКЦИЯ №21

Гидродинамика котлов с естественной циркуляцией

Рассмотрим контур с естественной циркуляцией:

1. барабан.

2. опускные трубы.

3. нижний коллектор.

4. экранные трубы.

- плотность жидкости при температуре кипения соответствующей .

=f().

- средняя плотность смеси по подъемным трубам высотой H.

- средняя плотность пароводяной смеси на парообразующем участке .

h_ЭК, h_ПАР- высота экономайзерного и испарительного участков топочног экрана

- давление в точке закипания выше давления в барабане на величину нивелирного напора, поэтому температура рабочей среды здесь максимальная в подъемной трубе.

(1)

или , (2)

где ρ׳- плотность котловой воды при температуре насыщения при давлении в барабане;

ρ_СМ- средняя плотность пароводяной смеси в подъёмной трубе;

- средняя плотность пароводяной смеси в парообразующем участке.

Движущий напор тратится на преодоление гидравлического сопротивления опускных и подъемных труб.

(3)

Полезный напор:

(4)

- основное уравнение циркуляции. (5)

Причины возникновения экономайзерного участка:

1. Давление в точке закипания (т.з.) больше, чем давление в барабане;

.

Следовательно, чтобы среда закипала при более высоком давлении, необходимо подвести тепло, чтобы температура возросла до температуры насыщения при .

2. Захват питательной воды в опускные трубы при некипящем экономайзере.

Таким образом, высота рассчитывается исходя из равенства: количества тепла, переданного в экономайзерном участке экранным трубам и количества тепла, которое необходимо подвести котловой воде для нагревания до температуры насыщения в т.з.

,

где

- дополнительное количество тепла, которое необходимо подвести к среде для достижения температуры насыщения за счет повышения давления в т.з.

.

- расход в контуре циркуляции.

- это недогрев котловой воды, поступающей в опускные трубы при некипящем экономайзере.

.

- недогрев среды до энтальпии насыщения.

,

где

- энтальпия питательной воды за экономайзером.