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第二节汽水两相流的流型和传热;弹状流动结构(D区):随着汽泡增多,小汽泡在管子中心聚合成大汽弹,形成弹状流型,汽弹与汽弹之间有水层。
环状流型(E区和F区):当汽量增多汽弹相互连接时,就形成中心为汽而周围有一圈水膜的环状流。环状水膜减薄后的导热能力很强,成为强制水膜对流传热,热量由管壁经强制对流水膜传至管子中心汽流与水膜之间的表面上,而水在此表面上蒸发。
雾状流型(G区):当壁面上的水膜完全被蒸干后就形成雾状流。这时汽流中虽仍有一些水滴,但对管壁的冷却作用不够,传热恶化,管壁金属温度突然升高,此后随汽流中水滴的蒸发,蒸汽流速增大,壁温又逐渐下降。
单相汽流动(H区):当气流中的小液滴全部汽化后,随着不断的吸热,蒸汽进入过热状态。由于汽温逐渐上升,管壁温度又逐渐上升。
因此,水冷壁安全的条件是:(1)具有一定的水速;(2)具有稳定的水膜。;图10-2均匀受热垂直上升蒸发管中两相流的流型和传热工况;(1)第一类沸腾传热恶化
现象:热负荷很高,在过冷沸腾区,汽泡生成速度过快,管中心为水,贴壁层为一圈水膜,传热恶化,壁温飞升。
条件:qqc;(2)第二类沸腾传热恶化两类
现象:热负荷不太高时,环状流的水膜被蒸干,传热恶化,壁温飞升
条件:xxc
2.自然循环锅炉沸腾传热恶化特点
第一类沸腾传热恶化通常发生在含汽率较小或水存在欠热、以及热负荷高的区域。
第二类沸腾传热恶化发生在x较大、热负荷不太高的情况下,a2的下降较第一类沸腾传热恶化时小,因而Δt飞升值较第一类沸腾传热恶化时低。;由于发生第二类时的热负荷比发生第一类恶化时的低得多,因此,它发生的可能性比第一类要大得多。
对于自然循环锅炉,在水循环正常的情况下,水冷壁局部最高热负荷均低于其临界热负荷,因此一般不会发生第一类沸腾传热恶化。
超高压以下的自然循环锅炉,正常情况下的水冷壁出口工质含汽率x都低于临界含汽率xc,故也不会发生第二类沸腾传热恶化。
亚临界压力的自然循环锅炉,其水冷壁内工质的实际含气率相对较大,很接近其临界含汽率值,故发生第二类沸腾传热恶化的可能较大。;3.沸腾传热恶化的防止措施
(1)保证一定的质量流速
(2)降低受热面的局部热负荷
(3)采用内螺纹管
(4)加装扰流子;图10-7扰流子结构;此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!
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