Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Гидравлические характеристики вертикальных одиночных труб

Читайте также:
  1. III. Устройства ПК и их характеристики
  2. Автономные электрогидравлические приводы и перспективы их развития
  3. Автономные электрогидравлические рулевые приводы (электрогидростатические приводы).
  4. Амплитудная и фазовая частотные характеристики
  5. Амплітудні характеристики спрямованості.
  6. Анализ механической характеристики асинхронного двигателя
  7. Аналоговые и цифровые сигналы. Разновидности и характеристики.
  8. В гидравлике различают следующие характеристики потока: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, расход, средняя скорость.
  9. В настоящее время более половины всех выпускаемых одноковшовых экскаваторов приходиться на полноповоротные гидравлические экскаваторы.
  10. Важнейшие характеристики качества жизни людей
  11. Важнейшие характеристики СДЭС
  12. Вид механической характеристики исполнительного механизма автономного гидропривода с регулируемым аксиально-поршневым насосом.



В вертикальных трубах при расчете полного сопротивления необходимо учитывать нивелирный напор

Для упрощения решения задачи примем, что ΔpМ ≈ 0 и ΔpУСК ≈ 0. Тогда сопротивление будет включать в себя две составляющие - сопротивление трения ΔpТР и нивелирный напор ΔpНИВ

Δp = ΔpТР + ΔpНИВ.

Сопротивление трения парогенерирующей трубы представим как сумму сопротивления на экономайзерном и испарительном участках

Δp = ΔpЭК + ΔpИСП + ΔpНИВ

или, с учетом (9.32), (9.33) и (8.14 г),

(9.54)

где H - высота панели (разность отметок выходного и входного коллекторов).

Сопротивление трения зависит от длины трубы l, нивелирный напор - от высоты панели Н. Длина трубы и высота панели совпадают только в случае одноходовой вертикальной панели (l = Н). Влияние нивелирного напора здесь самое большое. С увеличением длины трубы l при той же высоте H (горизонтальная навивка, меандровая навивка, многоходовые панели) доля нивелирного напора в общем сопротивлении уменьшается, и при l >> Н гидравлическая характеристика такой панели приближается к характеристике горизонтальной трубы.

На входе в трубу энтальпия среды hВХ, давление рВХ, равномерный обогрев трубы с тепловым потоком ql. При подаче воды с недогревом до кипения в трубе появляется экономайзерный участок lЭК и испарительный lИСП. Энтальпия среды линейно повышается от hВХ до hВЫХ, приращение энтальпии Δh = hВЫХ - hВХ. Давление среды по высоте трубы уменьшается на Δp = ΔpТР + ΔpНИВ. В сечении (точке) закипания воды I-I давление pт.з = pВХ - (ΔpНИВ + ΔpТР)ЭК.

На рис.9.14 показано изменение энтальпии воды на линии насыщения h'(p) по высоте трубы: с уменьшением давления h'(p) также уменьшается. В сечении I - I h(l) = h'(pт.з).

Если принимать давление среды по высоте трубы постоянным и равным рВХ, то была бы постоянной и h'(pВХ). В этом случае закипание воды произошло бы в сечении II, а длина экономайзерного участка lЭКII была бы больше lЭК. Таким образом, действительная длина экономайзерного участка lЭК меньше, чем в случае неучета изменения давления по высоте трубы. Так как Δр зависит от расхода среды G, то и разность должна зависеть от G. Для определения длины экономайзерного участка lЭК составим уравнение теплового баланса

(9.55)

где Δh'нед рассчитывается по недогреву на входе в трубу и снижению энтальпии насыщения из-за уменьшения давления

(9.56)

Тогда

(9.57)

Длина экономайзерного участка

(9.58)

Сопротивление на экономайзерном участке



(9.59)

Подставляем формулы (9.57) и (9.59) в (9.58)

Отсюда

(9.60)

При постоянном давлении в трубе lЭК пропорциональна расходу G, при учете изменения давления рост lЭК при увеличении расхода G замедляется.

Пример. Оценить длину экономайзерного участка для условий: диаметр трубы dВН = 30 мм; тепловой поток ql = 20 кВт/м; ΔhНЕДВХ =100 кДж/кг; давление р = 16 МПа. Справочные данные: λ/d = 0,8 м -1; v' = 0,001693 м3/кг; ρ' = 590,5 кг/м3; h' / p = 4,06·10-5 Δh'/Δp = 4,06·10 -5 .

Решение:

при G = 1 кг/с, lЭКII = 5 м;

Принимаем, :

Определяем комплекс

при G = 1 кг/с

К = 7,14·103, кг/(м2·с2);

Расчеты показывают, что снижение давления по высоте трубы из-за сопротивления трения и нивелирного напора практически не сказывается на длине (высоте) экономайзерного участка lЭК. Для горизонтальной трубы комплекс К в несколько раз меньше (отсутствует ). Поэтому расчеты и анализ гидравлической характеристики будем вести без учета изменения lЭК.

Схема изменения параметров среды по высоте трубы при опускном движении среды представлена на рис.9.15.

Давление среды по ходу движения ее (сверху вниз) растет за счет нивелирного напора и уменьшается за счет сопротивления трения:

Δp = ΔpТР-ΔpНИВ; (9.61)

 

pВЫХ = pВХ - Δp = pВХ + ΔpНИВ-ΔpТР; (9.62)

Соответственно, энтальпия насыщения h'(p) также увеличивается сверху вниз, в точке закипания h'(pТ.З.) = h(lт.з), длина экономайзерного участка lЭК = lТ.З. Если принять энтальпию насыщения постоянной по высоте трубы h'(l) = h'(pВХ), то длина экономайзерного участка будет меньше: (рис.9.15).

Следует обратить внимание на различия в изменении параметров среды при подъемном и опускном движении:

- при подъемном движении давление и энтальпия насыщения по ходу среды уменьшаются; следовательно, если в необогреваемую трубу подавать среду с ΔhНЕДВХ (hВХ = h'(pВХ)), то в ней начнется вскипание воды с энтальпией испарения

Вскипания в необогреваемой трубе не будет, если

- при опускном движении давление и энтальпия насыщения по ходу среды увеличиваются; поэтому при подаче на вход воды с ΔhНЕДВХ = 0 вскипания воды не будет, наоборот, появится недогрев

максимален недогрев на выходе из трубы

С учетом недогрева на входе в трубу ΔhНЕДВХ суммарный недогрев на выходе трубы (внизу)

(9.63)

Таким образом, длины экономайзерного и испарительного участков в вертикальной трубе практически такие же, что и в горизонтальной трубе. Поэтому гидравлическое сопротивление трения в вертикальной трубе можно принимать таким же, как и в горизонтальной, и, следовательно, для его расчета справедливы полученные ранее зависимости, в том числе и учитывающие влияние местного сопротивления и сопротивления ускорения.

Нивелирный напор рассчитывается по формуле (8.91)

(9.64)

Для парогенерирующих труб нивелирный напор можно представить как сумму напоров на экономайзерном и испарительном участках:

где

(9.65а)

 

(9.65б)

Истинное паросодержание на испарительном участке изменяется от нуля до максимального значения на выходе из трубы φВЫХ. В качестве первого приближения среднеинтегральное значение можно заменить на среднеарифметическое

(9.66)

Проведем графический анализ зависимости ΔpНИВ от расхода среды G.

На рис.9.16а показана зависимость энтальпия среды от расхода среды. При G →∞, h → hВХ. С уменьшением расхода энтальпия растет и достигает значения h' при G1 а затем вода начинает испаряться. При расходе G2 энтальпия среды на выходе h = h", насыщенный пар начинает перегреваться. Таким образом, при G ≥ G1 имеем поток однофазной среды, при G2 < G < G1 есть экономайзерный и испарительный участки, при G < G2 появляется еще участок перегрева пара. Относительная доля (рис.9.16б) экономайзерного участка lЭК / l с уменьшением расхода при G < G1 падает, испарительного участка lИСП/l при G = G1…G2 растет, а при G < G2 - падает; доля участка перегрева при G < G2 увеличивается от 0 до 1 (при G = 0).

В соответствии с этим изменением фазового состава потока будет изменяться и истинное паросодержание: при G > G1 = 0; при G < G1 непрерывно растет, стремясь к 1 при G = 0. Нивелирный напор при подъемном движении ΔpНИВП на участке однофазного потока (G > G1) равен ρ'gH, а при G = 0 (= 1) ΔpНИВП ≈ ρ"gh . Между этими крайними значениями ΔhНИВП изменяется монотонно и более интенсивно при малых расходах (рис.9.17).

При опускном движении среды график зависимости ΔhНИВОП отличается от графика, симметричного ΔhНИВП (пунктирная линия на рис.9.17). Это связано с тем, что при опускном движении коэффициент C > 1 (при подъемном - С < 1), φОП > φП при одинаковом значении х и ΔpНИВОП по абсолютной величине меньше при одинаковом расходе среды. С увеличением расхода среды это различие уменьшается.

Полученные графики используем для построения гидравлических характеристик вертикальных труб.

На рис.9.18 показана зависимость ΔpГ (для примера взята однозначная зависимость) и ΔpНИВ от расхода среды для одноходовой трубы с подъемным движением, а на рис.9.19 - с опускным движением среды. Видно, что суммарная гидравлическая характеристика при подъемном движении остается однозначной, а при опускном появляется зона многозначности (wρ < wρМИН), когда одному перепаду давления Δp соответствуют два расхода среды. Следовательно, при опускном движении потока нивелирный напор ухудшает гидравлическую характеристику.

При построении гидравлической характеристики труб с двумя вертикальными участками (П-, U-образные компоновки панелей) необходимо иметь в виду, что на втором участке (по ходу среды) энтальпия среды выше, чем на первом.

Следовательно, средняя плотность среды на втором участке ρII всегда ниже, чем на первом участке : В зависимости от последовательности ходов (подъемный - опускной или наоборот) суммарный нивелирный напор будет иметь разный знак. При П - образной компоновке (рис.9.20) наблюдается подъемно-опускная схема движения потока.

В этом случае нивелирный напор будет равен

Так как то ΔpНИВ > 0. При G → 0 средняя плотность на обоих участках стремится к плотности пара, а разность - к нулю. С другой стороны, при G → ∞ в обеих ветвях будет вода и разность - также стремится к нулю. Следовательно, зависимость ΔpНИВ = f(G) имеет максимум при каком-то значении G. Полная гидравлическая характеристика Δp = ΔpГ+Δ pНИВ может иметь зону многозначности.

Для U-образной компоновки последовательность движения обратная: схема опускная-подъемная, нивелирный напор при этом отрицателен

В целом гидравлическая характеристика труб U-образной системы компоновки (рис.9.21) неоднозначна в широком диапазоне расходов среды.

Таким образом, гидравлические характеристики труб имеют значительный диапазон неоднозначности, что накладывает существенные ограничения на допустимые значения расхода среды.

Аналогично можно построить гидравлические характеристики для N-образных и более сложных компоновок поверхностей нагрева.

 





Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 115; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:

  1. III. Устройства ПК и их характеристики
  2. Автономные электрогидравлические приводы и перспективы их развития
  3. Автономные электрогидравлические рулевые приводы (электрогидростатические приводы).
  4. Амплитудная и фазовая частотные характеристики
  5. Амплітудні характеристики спрямованості.
  6. Анализ механической характеристики асинхронного двигателя
  7. Аналоговые и цифровые сигналы. Разновидности и характеристики.
  8. В гидравлике различают следующие характеристики потока: живое сечение, смоченный периметр, гидравлический радиус, расход, средняя скорость.
  9. В настоящее время более половины всех выпускаемых одноковшовых экскаваторов приходиться на полноповоротные гидравлические экскаваторы.
  10. Важнейшие характеристики качества жизни людей
  11. Важнейшие характеристики СДЭС
  12. Вид механической характеристики исполнительного механизма автономного гидропривода с регулируемым аксиально-поршневым насосом.




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.156.82.247
Генерация страницы за: 0.014 сек.