КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Виды движения жидкости

При движении однофазного пото­ка в трубе жидкая (или паровая) фа­за заполняет все сечение трубы нераз­рывно, ограничивающей поток поверх­ностью является стенка трубы, свобод­ная поверхность отсутствует. Скорость потока при обогреве изменяется по ра­диусу и длине трубы, средняя скорость в любом сечении положительна (по направлению потока). В двухфазном потоке, в общем случае от х — 0 до х = 1, при установившемся движе­нии скорости жидкости и паровой фаз положительны, обе направлены по ходу среды, количество и распределение их по сечению характеризуются Расходными и истинными параметрами течения. Отсутствует свободная по - ВеРхность, ограничивающая поток сверху (или снизу). Движение жидкости, при котором она заполняет все сечение трубы, скорости фаз отличны от
нуля и поток по направлению течения не ограничен свободной поверхно­стью, называется напорным. При напорном движении относительная ско­рость w0Tн = w* - wl может быть положительной или отрицательной. Какой режим движения будет, если скорость воды или пара будет равна нулю?

Виды движения жидкости

Рис. 8.14. Схема потоков воды и пара в барабане котла: 1 — вода из экономайзе­ра; 2 — вода в опускные трубы; 3 — па­роводяная смесь из подъемных труб; 4 — насыщенный пар в пароперегреватель.

Рассмотрим схему потоков во­ды и пара в барабане парового кот­ла (рис. 8.14). Нижнюю половину ба­рабана занимает жидкая фаза (вода), верхнюю — пар. Жидкая фаза име­ет сверху свободную поверхность. Часть воды непрерывно подается в опускные трубы контура циркуля­ции, а пар удаляется в пароперегре­ватель. Скорости движения воды и пара в барабане относительно неве­лики. Из подъемных труб в бара­бан поступает пароводяная смесь. На паровые пузырьки, попадающие в относительно неподвижную жид­кую фазу, действует сила Архимеда, и они всплывают вверх. Это явление называется барботажем пара через воду. С другой стороны, на каплю воды, попадающей в паровой объем барабана, также действует сила Ар­химеда, но так как плотность капли (воды) больше плотности окружаю­щего ее пара, сила Архимеда направ­лена вниз. При малой скорости пара капля воды будет падать в водяной объем. Процесс отделения воды от насыщенного пара называется сепара­цией пара. Барботаж пара и сепарация пара имеют общие закономерности. Движение одной фазы потока в неподвижном или медленно движущемся слое второй фазы, при котором сверху имеется свободная поверхность, раз­деляющая фазы, называется безнапорным движением двухфазной среды. Определяющей силой в безнапорном движении является сила Архимеда.

Напорное движение создается разностью давлений в различных по­перечных сечениях потока. Перепад давления между этими сечениями Ар определяется сопротивлением трения, местным сопротивлением, сопротив­лением ускорения и нивелирным сопротивлением:

Ар = Дрф + Дрм + Друек + Ар,

Насос Л ~ Л

-ф- 9 АР|' ? АР2 * 9 рх flip, I ^ ^

Насос р р

Я

Н

Я,

Я>

"а Р>

_

АР* в)

ДР2

АР,

Б)

Рис. 8.15. Схемы принудительного движения (я, б) и естественной циркуляции (в).

Возьмем два участка, включенных последовательно по схемам а и б рис. 8.15. Давление среды в сечениях 1, 2 и 3 равно, соответственно, рь P2 и р3. Перепад давления на участках Арі = pi - р2, Др2 = Р2 - Рз, суммарный перепад давления Ар = Арі - f Др2 — Pi — Рз - Для преодоления сопротивления насос должен создать напор, равный Ар; следовательно, дви­жение потока по учаеткам 1 и 2 происходит под воздействием сил давления, развиваемых насосом. Такое движение потока называется принудительным.

Соединим сечения 1 и 3 участков 1 и 2 (схема «в» рис. 8.15) таким образом, чтобы эти участки образовали замкнутую систему. При этом сум­марный перепад давления равен нулю:

Ар - Арі + Ар2 = 0.

Будет ли движение среды по участкам 1 и 2? Раскроем выражения для сопротивлений Арі и Др2:

ДрТр.1 + Дрм. і + Друск.1 + Дрнив I + Дртр.2 + Друск 2 + Дрнив.2 = 0. (8.92)

Сопротивление трения и местные по своей физической природе требу­ет затрат энергии на их преодоление при движении потока; сопротивление Ускорения может быть равно нулю при адиабатном потоке, больше нуля при нагреве и меньше нуля при охлаждении потока, в нашем случае происхо­дит нагрев потока, Друск > 0; нивелирное сопротивление при подъемном
движении в вертикальной или наклоненной трубе положительно, энергия потока, затрачиваемая на преодоление этого сопротивления, идет на увели­чение потенциальной энергии потока; при опускном движении нивелирное сопротивление отрицательно, т. е. потенциальная энергия потока превраща­ется в энергию движения потока. Таким образом, нивелирное сопротивле­ние (его называют нивелирным напором) на опускном участке может быть источником энергии в замкнутой системе типа «в» на рис. 8.15. Запишем выражения ДрНив в формулу (8.92):

- рсрлдН 4- рср. гдН 4- Дргр. і 4- Дртр.2+

+ Дрм.| + Дрм.2 + Друск.1 + Друск.2 = 0. (8.93)

Перегруппируем слагаемые этой формулы:

(Рср.1 - Рср.2)0# =

= ДрТр.1 + ДрТр2 + Дрм.1 4- Дрм.2 4- Друск.1 4- Друск.2- (8.94)

Левую часть выражения (8.94) называют движущимся напором 5ДВ:

SaB = (pcpA-pcp.2)gH. • (8.95)

Тогда

5ДВ = АРтр + + J2 Ару™- (8-96)

Возможны случаи:

1) участки 1 и 2 необогреваемы, q = q2 = 0; при этом рср. і = рср.2 и 5дВ.| = 0, движения потока по участкам 1 и 2 не будет;

2) на участке 1 q = 0, на участке 2 q2 > 0; pCp. i > Рср.2 и 5ДВ.2 > 0, дви­жение потока происходит по направлению: участок 1 — участок 2 (против часовой стрелки);

3) на участке 1 q > 0, на участке 2 q2 > 0: pCp. i > Рср.2 и 5дв. з > 0, но 5дв. з < 5дВ.2, интенсивность движения будет меньше, чем в случае 2.

Следовательно, для увеличения движущегося напора SaR надо увели­чивать рСр.| (qi уменьшать до нуля) и уменьшить рср. г (увеличивать q2). Подводимая теплота является внешним источником энергии, необходимой для преодоления сопротивления движению потока в замкнутом контуре. Движение среды по замкнутому контуру называется циркуляцией потока. Циркуляция, возникающая вследствие разности плотностей среды в необо - греваемых или слабонагреваемых трубах с опускным движением и в обо­греваемых трубах с подъемным движением, называется естественной. Ес­ли в контур циркуляции встроить насос, то получим контур с многократной принудительной циркуляцией.

Все указанные виды движения жидкостей (однофазной и двухфазной) описываются уравнениями неразрывности, движения, энергии, состояния. Однако начальные и граничные условия для разных видов движения имеют свои особенности, что приводит к различным решениям основных уравне­ний. Особенности применения уравнений неразрывности, движения, энер­гии и состояния рассматриваются в последующих главах.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Требования к котельной (топочной) на твердом топливе: основные нюансы от специалистов компании Статус 24

Проектирование и сборка составляющих для системы обогрева должна быть четко согласовано со строительными стандартами к отопительным помещениям.

ТТ котлы, электричество и тепловой насос, как альтернатива газу.

Тарифы на центральное отопление постоянно растут, оплата этой коммунальной услуги отнимает большую часть платежей семьи. Отличным выходом может стать выбор альтернативного источника тепловой энергии, который должен стать энергосберегающим, недорогим и …

Подбор мощности твердотопливного котла.

Наиболее важным параметром, от которого зависит удобство и комфорт использования котла, является его мощность. Неправильно подобранная мощность грозит Вам целым рядом проблем и неудобств. Самой распространенной ошибкой является недостаточная мощность

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.