Тепловая разверка

Тепловая и гидравлическая разверки

Для оценки надежности работы элемента парового котла обычно используются параметры рабочей среды в трубах с наибольшим приращением энтальпии.

Трубы, входящие в элемент, могут отличаться расходами рабочей среды, геометрическими характеристиками, гидравлическими сопротивлениями, количеством воспринятой теплоты. Поэтому приращение энтальпии в отдельно взятой трубе не равняется среднему приращению энтальпии в элементе. Обычно, при проектировании элемента в расчетах используется понятие средних труб, понимая при этом не конкретную физическую трубу, а трубу, обладающую следующими показателями:

- расход в трубе соответствует средне-арифметическому значению:,

где D – расход среды в целом по элементу; n – число параллельных труб, включенных в элемент;

- перепад давления на трубе равен перепаду давления между коллекторами;

- плотность теплового потока на средних трубах определяется как среднеинтегральная величина по ширине элемента:

,

где b – ширина панели, q(x ) – плотность теплового потока на расстоянии " x " (рис. 25).

В инженерных расчетах значение qср может быть выражено через известные энтальпии среды на выходе (iк) и входе (iн) в элемент и площадь поверхности элемента (Нэл), участвующая в теплообмене: . Приращение энтальпии в среды в средней трубе равно разнице энтальпий среды во входном и выходном коллекторах:

Трубы, имеющие показатели работы, отличающиеся от средних, называются разверенными трубами.

Различие приращения энтальпий в разверенной и средней трубах получило название тепловой разверки. Рассмотрим это явление несколько подробнее.

В соответствии с определением, тепловая разверка представляет собой разницу приращений энтальпии среды в разверенной (Δ i_тр) и средней (Δ i_ср) трубах:

δ Δ i_тр = Δ i_тр - Δ i_ср.

Для количественной оценки тепловой разверки используется коэффициент тепловой разверки, представляемый отношением:

.

Проанализируем, от каких факторов зависит коэффициент тепловой разверки. Для этого подставим значения Δ i_тр и Δ i_ср в зависимость ρ_q:

(3.1)

Здесь - коэффициент неравномерности тепловосприятия,

- коэффициент конструктивной нетождественности,

- коэффициент гидравлической разверки.

Как видно из (3.1) тепловая разверка зависит не только от величины тепловой неравномерности, гидравлической разверки, конструктивной нетождественности, но и от их сочетания. В наиболее опасных условиях оказываются трубы с наибольшим обогревом и наименьшим расходом среды. Для таких труб обязательны проверки надежности на длительную прочность и предотвращения окалинообразования.

Из анализа выражения (3.1) следует, что тепловая разверка будет отсутствовать, если произведение коэффициентов тепловой неравномерности и конструктивной нетождественности будет равно коэффициенту гидравлической разверки, т.е.

(3.2)

Одной из задач при проектировании паровых котлов является стремление снизить тепловую разверку, т.е. добиться выполнения условия (3.2).

Рассмотрим причины появления конструктивной нетождественности, тепловой неравномерности и гидравлической разверки.

Дата добавления: 2014-01-04