8. Характеристики и виды движения водного теплоносителя в паровых котлах Гидродинамика водного теплоносителя в паровых котлах
 Скачать 4.43 Mb.
|
8.2.2.Уравнение движения однофазного потока в трубахДвижение однофазного потока (жидкость или пар при докритическом давлении, теплоноситель при сверхкритическом давлении) описывается уравнениями неразрывности (8.2), (8.3), движения (8.11), (8.12), (8.14), энергии (8.17), (8.19), (8.20), состояния, а также заданными начальными и граничными условиями. Для использования уравнений состояния, показывающих зависимость ρ, v, cp, µ и других параметров воды от температуры и давления потока, необходимо знать структуру потока, распределение температуры, давления и скорости потока по длине и сечению трубы. При проведении тепловых и гидравлических расчетов принимается, что давление в потоке по сечению постоянно, т.е. изменяется только по длине трубы. Структура однофазного потока жидкости характеризуется непрерывным гладким изменением плотности ее по сечению и длине трубы, а также во времени. При этом поля температуры и скорости потока тоже непрерывны в пространстве и времени (рис. 8.4). В любой момент времени отдельная частица движущейся жидкости имеет определенную по величине и направлению скорость.  В одномерном приближении описания движения жидкости в трубе (по оси трубы) принимается, что температура и скорость потока постоянны по радиусу трубы (в ее сечении) и переменны по ее длине. Следовательно, температура и скорость потока усредняются по сечению трубы. При этом характеристика жидкости и потока также принимаются постоянными по сечению потока Из уравнения неразрывности (8.5) по известному расходу массы жидкости G можно рассчитать массовую скорость потока:
Массовая скорость постоянна по длине трубы при ее постоянном сечении. Зная в каком-либо сечении трубы плотность жидкости ρЖ, можно определить среднюю скорость wЖ в этом сечении
Для определения плотности жидкости ρЖ по уравнению состояния ρ = ρ(p, t) или ρ = ρ(p, h) необходимо рассчитать среднюю энтальпию потока hЖ в данном сечении по известной энтальпии hвх на входе в трубу или ее участок. При этом используется уравнение (8.21)
Давление pЖ в рассматриваемом сечении определяется по давлению на входе в трубу pвх и перепаду давления на участке Δp pЖ = pвх - Δp. Полученные pЖ, hЖ используются для определения в данном сечении v, cp, μ, λ и т.д. При расчете перепада давления Δp на участке длиной l необходимо знать среднеинтегральные плотность ρСР и удельный объем vСР жидкости
Практически средние плотность и объем воды и пара при докритическом давлении и водного теплоносителя вне зоны большой теплоемкости при сверхкритическом давлении можно определять по средней энтальпии потока hСР = (hН - hК) / 2 , где hН, hК - энтальпия потока в начале и конце участка, кДж/кг. Средние плотность и объем в зоне большой теплоемкости (h = 1600-2600 кДж/кг) определяются по формулам
где ρН, ρК, vН, vК определяются по hК и hН. |
