Тепловые, гидродинамические и физико-химические процессы в ПГ

Гидродинамические процессы наиболее важны. От них зависят тепловые и физико-химические процессы. Гидродинамика и теплообмен определяют конструкции ПГ с технико-экономической точки зрения.

Под гидродинамическими процессами понимается следующее:

1) Скорость движения сред в трубах и межтрубном пространстве зависит от движущего напора и гидравлического сопротивления.

2) Режим течения характеризуется числом Re.

3) Гидравлическое сопротивление тракта, которое зависит от числа Re, шероховатости труб и местных сопротивлений.

4) Гидравлическая разверка – это различия гидравлических сопротивлений в трубах разной длины, соответствующие при одинаковом движении напора в трубах разной длины, различаются расходы и равная разностная температура среды на выходе разных трубок. Это приводит к неодинаковости теплового потока и возможности пережога труб высокотемпературных трубопроводов.

Рассмотрим две конструкции ПТО.

Теплообменник кожухотрубный.

Потери давления в трубах ПТО:

С одной стороны, для всех труб const.

С другой стороны- движущий напор «Закон Ома» для гидравлики:

, где

- разность потенциалов,

Gv- ток в трубе,

R – гидродинамическое сопротивление трубки.

Схема 1.

l_труб сильно различается

Gv- сильно различается,

разверка большая.

_{, ;} (max и min)-труба max и min длины.

Схема 2.

Более совершенна, т.к. гидравлическая разверка меньше.

5) При организации парообразований внутри труб существует нестабильные гидродинамические условия в параллельно включенных каналах. Это приводит к пульсации расходов, как между параллельными трубами, так и по всей ПТО в целом, т.е. расход то увеличивается, то уменьшается. Уменьшение расхода приводит к увеличению (температуры стенки) t_ст трубки, а что приводит к пережогу и возникаю вибрации, что ведёт к уменьшению надёжности ПТО. Знание гидродинамики 2^х фазной среды в обогревательных каналах необходимо, чтобы предотвратить пульсации.

6) При организации кипения в большом объёме (в корпусных ПГ(ИСП) и в БС) требуется рассчитывать также гидравлические сопротивления контура с ЕЦ, от которого зависит движущий напор и расход в контуре с ЕЦ. G_ец должен быть достаточно, чтобы обеспечивать требуемую кратность циркуляции:

; требуемая , где - на выходе ПТО, < х_кр

»0,995¸0,997 (такая требуется).

G_ец – зависит от гидравлического сопротивления при барботаже, т.е. прохождения паровой фазы сквозь толщину водяной фазы ([barb]- пузырь).

7) Процесс осушки пара при гравитационной сепарации. Нужно уметь рассчитывать требуемую высоту парового пространства для получения на выходе необходимой степени сухости, которая достигается за счёт осушки влажного пара или сепарации.

Дата добавления: 2014-01-07