汽泡式热水自然循环供热系统动力计算..doc

内容简介 本文介绍了汽泡式热水自然循环供热系统循环压头的一种计算方法。 由于计算工作量大，对循环压头进行笔算几乎是不可能的，必须借助于电脑；同时为了进行最佳工况的选择，只计算出一个结果是不够的。因此，必须用大量篇幅将常用的工况范围, 工作压力自１0～200kPa,管径自Dn20～150mm,热水流量自0～48000kg/h的计算结果一一列于图表中以便查用。 由于水平有限，书中不妥之处，望批评指正。多谢！ 编者 某年某月 ??? 造成水循环动力的大小可用运动压头Ｓyd表示,运动压头等于出口立管的高度、重力加速度、供给用户的热水和出口立管中汽水混合物的平均密度差三者的乘积，如下式： 式中：Syd——运动压头，〔Syd〕为Pa; ρ’ch——供给用户的热水密度，[ρ’ch]为 kg/m3; ρ——出口立管中汽水混合物的平均密度,[ρ]为kg/m3 ; H——出口立管的高度,[H]为 m; g——重力加速度,[g]为 m/s2; 循环压头s等于运动压头和出口立管流动阻力之差，其表达式为： 式中：S——循环压头，〔S〕为Pa； ΔPld——出口立管流动阻力，[ΔPld]为Pａ。 其物理意义等于运动压头中用以克服除出口立管之外的系统回路阻力的压头。循环压头愈大，能克服的系统阻力就愈大，亦即循环的水量愈大，供热能力愈强。根据式(1)和式(2),循环压头还可表示成为: 式中:P——出口立管的压降，[P]为Ｐa。 ２、出口立管的压降 出口立管的压降等于出口立管入口前的压力与出口立管出口后的压力差。知道了出口立管的压降，便可求出循环压头；同时也是求得炉水流经出口立管之后，产生多少汽化蒸汽的依据。出口立管压降的计算式为： 式中：ΔPrj——入口局部阻力，[ΔPrj]为Ｐａ，按下式计算 ξr ——入口局部阻力系数； ——入口饱和水密度，[ ]为 kg/m3; ωr——入口流速,[ωr]为 m/s,按下式计算: G0——出口立管中的质量流速，[G0]为 kg/m2 h;按下式计算: G——循环水流量，[G]为 kg/h; d——出口立管管子内径，[d]为 m; ΔPcj ——出口局部阻力，[ΔP]为Ｐa，按下式计算： ξc------出口局部阻力系数； ——出口饱和水密度,[]为 kg/m3; ——出口饱和蒸汽密度,[]为kg/m3; Xc----出口重量含汽率，Xc是指G公斤水流量中蒸汽占有的重量份额，用下式表式： Dc—出口蒸汽流量，[Dc]为 kg/h; ωc——出口流速，[ωc]为 m/s,按下式计算： ΔPmc——沿程摩擦阻力，[ΔPmc]为Ｐa，按下式计算： ΔPm——单位沿程摩阻，[ΔPm]为Ｐa／ｍ，按下式计算： λ——单相流体摩插阻力系数； 当Re≤2320： 当Re＞2320: k——当量粗糙度，[k]为 m; R——雷诺数，按下式计算： ω0——管段中的流速，[ω0]为 m/s,按下式计算: ——管段中饱和水的密度,[ ]为 kg/m3; ——运动粘度,[ ]为 m2/s,按下式计算: ——管段中饱和水的动力粘度,[ ]为Ｐa/ｓ； X ——管段中重量含汽率,按下式计算: D——管段中蒸汽流量，[D]为 kg/h; ΔPzw——重位压降,[攺ΔPzw]为Ｐａ，按下式计算： ３、汽水混合物的密度和空隙率 汽水混合物在垂直管中做上升流动时，在管子截面上蒸汽占有一部分截面，水占有另一部分截面。由于蒸汽比水轻，所以蒸汽比水流得快。只要知道蒸汽占有流通截面的份额 就可以求出汽水混合物的密度， 也叫做空隙率，汽水混合物的密度可由下式求出： 式中: ——汽水混合物的空隙率。 空隙率目前还不能用分析的方法求出，仅可根据用试验数据整理出的规律来决定它。利用马蒂内里——纳尔逊(Martinelli——Nelson)关联式(M—N关联式)可以求得,即 式中：Rv——空隙率； Xtt——(M—N)参数,按下式计算: ——管段中饱和水蒸汽的动力粘度，[ ]为Ｐa·S 在前苏联《锅炉机组水力计算标准方法》中（下称《标准方法》），按式（23）的形式求取空隙率，即 式中:Ｃ——比例系数，决定于压力和两相混合物的平均流速（由《标准方法》中〈决定垂直上升管的Ｃ值曲线图〉查取）； β——容积含汽率,不考虑蒸汽于水之间相对流速,即假定蒸汽与水以相同的速度流动,此时汽水混合物中的含汽率将为蒸汽容积流量与蒸汽和水的混合物总容积流量之比,如下式： V″——蒸汽容积流量，[V]为 m３/h; V——汽水混合物总容积流量，[V]为 m3/h。 汽水混合物的平均流速也是在不考虑蒸汽与水之间的相对流速的情况下用下式求出： 式