第八章自然循环.ppt

一、自然循环的工作原理 工质依靠上升管受热所产生的密度差着闭合的路线运动。 需要指出的是蒸汽走的路线不是闭和路线，在回路里，只有水在循环流动，所以又称水循环。 表达式为: 粘性流体总流的伯努利方程为 以上两式表明:循环推动力即运动压头用于克服上 升系统和下降系统的阻力; 有效压头, 在数值上等 于循环推动力与上升系统阻力之差,用来克服下降 管阻力. 二、自然循环的基本概念 1、定义物理量 上升管吸热量Q(kw) 绝对量 循环流量G(kg/s) 蒸发量D(kg/s) 循环流速W0=G/F 相对量 质量含汽率X=D/G 循环倍率K=G/Dc=1/Xc 名义循环倍率K0=G/Do 汽包水室凝汽量ΔD 其中 Dc----上升管出口蒸汽量，kg/s Do----汽包引出的蒸汽量，kg/s Xc----上升管出口汽水混合物质量含汽率 第二节 自然循环锅炉水冷壁的安全运行 一、蒸发受热面安全工作的重要性及影响水冷壁安全运行的因素 1、重要性 ：蒸发受热面担负着产生蒸汽、保护墙壁、防止结渣的任务,他的外部工作条件在所有受热面中是最恶劣的,烟气温度高达1000-1600度,因此蒸发受热面安全工作是个十分重要的问题。 2、影响水冷壁安全运行的因素：管内＋管外 管内：结垢与腐蚀、停滞与倒流、传热恶化、汽包水位过低。 管外：结渣和积灰、高温腐蚀、磨损。 二、循环故障和膜态沸腾 1、 停滞 形成蒸汽塞 致使工质不流动。 2、倒流 上升管的水 自上往下流的速度与汽泡上升速度相等。 3 、膜态沸腾。 第三节 管内汽液两相流体的流动结构 1、汽泡趋中效应: 蒸汽密度比水小，在上升管中，在相同压力的作用下，汽的速度比水快，水在管中流动的速度分布是中间大，两边小。如果汽在靠近管边处，汽水相对速度大，阻力大；汽在管中间，阻力小。汽泡总是往阻力小的地方运动，所以汽泡都往中间运动。 2、四种流动结构 3、传热恶化 1） 第二类传热恶化 当质量含汽率很大时， 出现了液雾状流动结构，这时管中连续的水膜被撕破，对流放热系数a2大大下降，管壁温度大大升高，这个现象称为第二类传热恶化现象。 其另一个特点是：管壁温度发生周期性波动，波动值可达60---150度。 2） 第一类传热恶化 管内流动的沸腾状态与大容积沸腾过程的沸腾状态一样，有核态沸腾和膜态沸腾两种。当热负荷很高时，管子内壁汽化核心数积聚增加，汽泡形成速度超过汽泡脱离速度，使管子壁面形成一个连续的蒸汽膜，a2急剧下降，壁温积聚上升，这种由核态沸腾转化为膜态沸腾的传热恶化称为第一类传热恶化。 4、内螺纹管抵抗传热恶化的作用 第四节 两相流体流动阻力、重位压降和质量、容积参数 一、两相流体的流动阻力 均相模型假定： 1）汽和水均匀地混合在一起，与泡状流相似，只 考虑汽和水的比容不同。 2）汽和水之间没有相对运动，即认为二者速度相 等。则可得： 式中，V----汽水混合物体积流量； F----管子截面积； G----汽水混和物质量流量； 二、两相流体的质量参数和容积参数 质量参数为：G，D，X， ； 容积参数为：V， ， 。 1、 的计算及其他参数的引入： 1）根据定义 2） 和 的引入 二者表面上看是速度，其实质代表的是质量 D和G-D，所以它们是质量参数。 2、 的计算及 的引入 3、质量流速 三、局部阻力计算公式 两相流体流动的局部阻力计算与摩擦阻力类似， 计算公式为：