Характеристики двухфазной среды

Течение влажного пара в турбинных решётках

В последних ступенях конденсационных турбин и в большинстве ступеней влажнопаровых турбин процесс расширения пара происходит ниже пограничной кривой x = 1 (рис. 19).

Рис. 19

Решётки этих ступеней работают во влажном паре, представляющим двухфазную среду, которая включает как паровую, так и жидкую фазу одного вещества – воды.

Двухфазная среда может находиться в:

· термодинамически устойчивом равновесном состоянии,

· состоянии временного, неустойчивого равновесия (метастабильное),

· состоянии фазового перехода.

При равновесном состоянии во влажном паре его температура однозначно определяется давлением; и важным дополнительным термодинамическими параметрами являются влажность y

(49)

и сухость пара

x = 1 – y,

где в определённом объёме с массой парожидкостной смеси m масса паровой фазы равна m’ и жидкой фазы – m”. Здесь и далее все параметры и характеристики жидкой фазы обозначаются одним штрихом, а паровой – двумя.

При неравновесном состоянии происходит переход одной фазы в другую; скорость этого перехода обозначается χ_пер.

При испарении жидкости χ_пер<0;

при конденсации пара χ_пер>0.

Движение двухфазной среды характеризуется разными скоростями фаз, т.е. оно происходит с коэффициентом скольжения , равным отношению скоростей жидкой и паровой фаз.

Жидкая фаза во влажном паре может находиться:

· в мелкодисперсном состоянии (в виде тумана);

· в крупнодисперсном состоянии (в виде капель);

· в виде плёнки, движущейся по поверхностям решёток.

Дисперсность влаги характеризуется размером капель, а их средний размер- модальным диаметром d_м.

Для выделенного объёма влажного пара основной характеристикой является доля крупнодисперсной влаги . Крупной влагой называется такая, в которой капли размером d_м в ускоряющемся потоки имеют коэффициент скольжения v< 0.8.

Показатель изоэнтропы для влажного пара приближённо можно записать

. (50)

Для движущейся среды, где v <1, кроме сухости пара x,вводится понятие истинной сухости пара x _ист:

. (51)

Уравнение неразрывности для двухфазной среды имеет вид:

, (52)

где средняя скорость

(53)

Уравнение сохранения энергии для двухфазной среды имеет вид:

. (54)

Дата добавления: 2014-01-04