【正文】 2‘ 、 2〃 、 2表示上升系統(tǒng) 2’ 22〃 的特性曲線。 大容量自然循環(huán)鍋爐通常由 4~6根大直徑下降管與20~24個以上的水冷壁管組相聯(lián)接 ， 即一根下降管與 4~6個水冷壁管組相聯(lián)接， 形成復雜回路 。 鍋筒 內(nèi)的蒸汽凝結(jié)使進入下降管的水欠焓減小 。 由省煤器送來的另外 50%的給水量直接送進鍋筒 水室中與鍋水混合 ，這部分給水也會使 鍋筒 水室中的部分蒸汽凝結(jié) 。 高壓和超高壓鍋爐 鍋筒 內(nèi)一般都布置蒸汽清洗裝置 ， 由省煤器送來的 50%的給水量均勻分布在清洗裝置上 ， 形成一層約50mm厚的水層 ， 蒸汽通過清洗水層時 ， 可將蒸汽中的鹽分轉(zhuǎn)移到清洗水中 。由下式計算 Hrs r s r q 1xj y r6 1qh xj dq xj y r r q 16221010H H Hpp Qih h h g H H H Hp g GQ hgH G p???????? ? ?? ????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ?????????Q2— 上升管第二區(qū)段的吸熱量 (kW)； H2－上升管第二區(qū)段高度 (m)。 求解循環(huán)特性方程組 ， 可以繪制水循環(huán)特性曲線和全特性曲線 ，便于圖解分析和判斷水循環(huán)的安全性 。 當管內(nèi)汽水混合物引入鍋筒頂部時 ， 汽水導管將超過鍋筒水位面高度 ， 此段稱為超高段 。 ? 含汽段 ：含汽段是上升管的主要區(qū)段 ， 在含汽段 ， 管內(nèi)汽水混合物的密度大小或密度分布變化較大 ， 一般應(yīng)根據(jù)吸熱強度或管子直徑 、 管子傾斜度將含汽段分成若干段分別計算 。 通常將上升管劃分為： ? 熱水段 ：進入的水由于靜壓升高和省煤器出口水不飽和而不能立刻開始沸騰 ， 因而需要確定沸騰點 。 簡單回路 是指一根下降管和一根水冷壁管或一組水冷壁管屏組成的回路。 2011 ( 1 )Nim c i iiLwd? ?????? ?????? ?????＝ ＋ －2 二 兩相流體的重位壓降 蒸發(fā)管中沿管子高度方向上，汽水混合物的密度是不斷變化的，兩相流體的重位壓降的計算，應(yīng)該根據(jù)密度的變化分段計算或采用積分計算方法進行。 兩相流體的摩擦阻力與質(zhì)量流速或汽水混合物的流速 、 質(zhì)量含汽率 、 壓力 (汽水密度取決于壓力 )有關(guān) 。h) (3) ?w＞ 1000kg/(m2 兩相流動的摩擦阻力計算公式為 22hu humcwLpd???? ＝?—— 兩相流體摩擦阻力修正系數(shù) ?值由試驗確定 (1) ?w＝ 1000kg/(m2 汽液兩相流動的阻力要比單相水的流動阻力大 。 兩相流體流動阻力 =液相水與管壁的摩擦阻力 +汽相和液相之間的相對速度引起的摩擦阻力 。 wSw???＝設(shè) 1 VVVVVVVV?????? ??? ???? ??Ｖ － １ －＝ ＝111 ( )S? ??? ?? 滑動比 S可由試驗確定；國內(nèi)對垂直上升管 ， 采用以下的方法確定 S 0 ( 1 )ljpSpw? ２＋＝ １ ＋ －S的物理意義： 當 w〃 ＞ w?， S＞１ ， 為汽水混合物向上流動工況； 當 w〃 ＜ w?， S＜１ ， 為混合物向下流動工況； 當 w〃 ＜ w?， S＝１ ， 為均相流動工況 ， 即 ?=? 。 由此導出的汽液兩相流動參數(shù)可視為接近真實的參數(shù)。 汽水混合物的容積流量為 V＝ V＇ ＋ V〃 whu huV V V V VwF F F F? ?? ? ???? ? ? ?00huw w w? ????0 0 0w F w F w F? ? ?? ? ? ?? ????0 0 0w w w?? ???? ????0 0 0w w w????? ????? 00wDxGw???? ?????0G w F???? 00D w F??? ??0 0 00w F F w F? ? ? ?? ? ? ?? ????0 0 0w w w????? ?????0 ()huw w x m s??????? ????＝ １ ＋ － １ 4 容積含汽率 0000 ( 1 )huw F wVVV V V w F ww????? ???? ??? ? ???? ????????＝ 111 ( 1 )x????????? 二 汽液兩相流體流動的分流模型 蒸發(fā)管內(nèi)的流型主要表現(xiàn)為泡狀流、環(huán)狀流。 均相模型雖然與實際的汽液兩相流體流動現(xiàn)象有差別 ， 但它是研究汽液兩相流動的基礎(chǔ) 。從而避免了汽泡在管子內(nèi)壁面上的積聚所形成的“汽膜”，保證了管子內(nèi)壁面上有連續(xù)的水流冷卻。說明內(nèi)螺紋管具有顯著的抵抗膜態(tài)沸騰 、 推遲傳熱惡化的作用 。 2 蒸發(fā)管內(nèi)的傳熱惡化 三 內(nèi)螺紋管抑制傳熱惡化的作用 ? 鰭片光管 ： x=， 壁溫開始飛升 x=， 壁溫達到第一個高峰點 ， 此后壁溫略有下降 ， x =， 出現(xiàn)蒸干 ,管壁溫度再次出現(xiàn)飛升 。 ? 第二類傳熱惡化，“蒸干”： 在自然循環(huán)鍋爐的水冷壁中在正常運行狀態(tài)下不出現(xiàn)“蒸干”導致的傳熱惡化。 ? 當熱負荷不斷增大到一定程度時 ， 水冷壁管內(nèi)就會產(chǎn)生膜態(tài)沸騰 。隨后，由于流動速度增加和小液滴對管壁的潤濕作用， 使工質(zhì)對管壁的放熱系數(shù)又有所增大，管壁溫度略有下降。放熱系數(shù)略有提高，管壁溫度接近流體溫度。 管內(nèi)放熱系數(shù)變化不大 ， 管壁溫度接近流體溫度 。 壁面溫度大于飽和溫度 ， 在壁面上產(chǎn)生小汽泡 ， 而管子中心流體溫度尚未達到飽和溫度 ， 汽泡被帶到水流中很快凝結(jié)而消失 ， 放熱系數(shù)增大 。 二 蒸發(fā)管內(nèi)的傳熱 1 蒸發(fā)管內(nèi)的流型與傳熱的關(guān)系 ? 單相液體流動階段 ：在管子入口處 ， 為過冷水對流傳熱 ， 放熱系數(shù)基本不變 。 霧狀流 ：管子壁面上的水膜完全蒸干時 ， 蒸干點的質(zhì)量含汽率 x =， 即蒸汽中仍然夾帶著小液滴 ， 形成霧狀流 。 汽泡直徑接近于管子內(nèi)徑時 ，形成彈狀流 。 采用 內(nèi)螺紋管 水冷壁可抑制 膜態(tài)沸騰 第三節(jié) 蒸發(fā)管內(nèi)的汽液兩相流型及傳熱 泡狀流 彈狀流 環(huán)狀流 霧狀流 一 汽液兩相流的流型 泡狀流 ：在連續(xù)的液相中 ,分散散存在著小汽泡 。但主要取決于水冷壁的熱負荷與質(zhì)量含汽率。這是因為水的汽化潛熱隨著壓力提高而大幅度減小，使得亞臨界參數(shù)下在水冷壁管內(nèi)壁面附近流體邊界層中的水更容易汽化，即容易形成更多的汽化核心，因而產(chǎn)生膜態(tài)沸騰的機會相應(yīng)增加。 也稱為 第一類傳熱惡化 。 如果此時管外的熱負荷不大 ， 小汽泡可以及時地被管子中心水流帶走 ， 并受到 “ 趨中效應(yīng) ” 的作用力 ， 向管子中心轉(zhuǎn)移 ，而管中心的水不斷地向壁面補充 。 當水冷壁受熱不均比較嚴重時，受熱最差的管子有時可能出現(xiàn)停滯，有時可能出現(xiàn)倒流，所以同一根管子出現(xiàn)停滯和倒流以及向上流動的機會并不是固定的，而是隨管外吸熱狀態(tài)和管內(nèi)工質(zhì)密度的變化而變化的。 當管內(nèi)工質(zhì)倒流速度很快時，管子仍能得到良好冷卻，不出現(xiàn)局部超溫。 2. 倒流 在倒流管中，水向下運動，而汽泡由于受到浮力向上運動。 倒流現(xiàn)象的本質(zhì)：倒流管的壓差大于同一片管屏或同一回路的平均壓差 ， 即 Ydl＞ Yhl。工質(zhì)向下流的管子就叫 “ 倒流管 ” 。 后果 ： 當自由水面的位置波動時 ， 還會引起管子的疲勞應(yīng)力 水循環(huán)停滯導致水冷壁管傳熱惡化；主要發(fā)生在受熱弱的管子上 。 當存在自由水面時 ， 管子上半部是汽 ， 下半部是水 。 ? 從循環(huán)特性 ， 停滯現(xiàn)象 ：循環(huán)流速 w0→ 0， 但 w0 ≠0；即循環(huán)流量G=D， 但 G≠0；停滯管的壓差等于下降管的壓差 ， 即 Ytz=Yxj， 但停滯管的流動阻力 ?ptz→ 0。受熱弱的管子中，工質(zhì)密度大，當這根管子的重位壓頭接近于管屏的壓差時，