第10章鍋爐水動力特性

1、1第十章鍋爐水動力特性21. 管內(nèi)汽液兩相的流動結(jié)構(gòu)垂直管第一節(jié)汽液兩相的流動結(jié)構(gòu)和傳熱l單相水l泡狀l彈狀l柱狀l霧狀液體對流換熱過冷飽和核態(tài)飽和核態(tài)準(zhǔn)單相汽水膜環(huán)狀蒸發(fā)表面內(nèi)移含汽率較小含汽率較小蒸汽呈細(xì)小汽泡蒸汽呈細(xì)小汽泡含汽率增大含汽率增大汽泡合并成彈狀汽泡合并成彈狀31. 管內(nèi)汽液兩相的流動結(jié)構(gòu)水平管流速減小不對稱性增加分層流動上部與蒸汽接觸過熱損壞汽水分層交界面疲勞損壞管子傾角應(yīng)大于30（防止分層）第一節(jié)汽液兩相的流動結(jié)構(gòu)和傳熱42. 影響汽液兩相流動結(jié)構(gòu)的因素第二節(jié)汽液兩相的流動結(jié)構(gòu)p 壓力彈狀流消失泡狀柱狀P10MPa 含汽率（x）與p的影響相關(guān)X泡狀柱狀正常自然循環(huán) X0.0

2、20.2泡狀 混合物流速wm柱狀霧狀53. 管內(nèi)汽液兩相速度分布l垂直上升管氣泡速度水速氣泡彌散l垂直下降管氣泡速度欠焓 蒸汽流經(jīng)水容積 下降管進(jìn)口欠焓第四節(jié)自然循環(huán)水動力特性24（4）工作點(diǎn)確定第四節(jié)自然循環(huán)水動力特性l 簡單回路方法選擇三個(gè)不同的循環(huán)流速計(jì)算下降管阻力和有效壓頭下降管阻力特性曲線和有效壓頭特性曲線兩曲線交點(diǎn)為工作點(diǎn)（循環(huán)流速和有效壓頭）單值函數(shù)單值函數(shù)與其它回路沒有公共管件內(nèi)外條件相同的下降管系和上升管組特征25l復(fù)雜回路共同的引入管不同的引出管不同的引入管共同的引出管不同的引入管不同的引出管第四節(jié)自然循環(huán)水動力特性（4）工作點(diǎn)確定特征串聯(lián)系統(tǒng)：流量相同，壓差相加并聯(lián)系統(tǒng)：

3、流量相加，壓差相同26l復(fù)雜回路串聯(lián)系統(tǒng)：流量相同，壓差相加并聯(lián)系統(tǒng)：流量相加，壓差相同第四節(jié)自然循環(huán)水動力特性（4）工作點(diǎn)確定27l循環(huán)流速反映水流速度第四節(jié)自然循環(huán)水動力特性（5）安全性指標(biāo)l循環(huán)倍率進(jìn)入上升管的循環(huán)水量與上升管出口蒸汽量之比K產(chǎn)汽量D運(yùn)動壓頭直流鍋爐循環(huán)倍率11GKDx1kg水全部變成蒸汽水全部變成蒸汽在回路中需要循環(huán)的次數(shù)在回路中需要循環(huán)的次數(shù)28l界限循環(huán)倍率：保證自然循環(huán)安全的最小循環(huán)倍率第四節(jié)自然循環(huán)水動力特性（5）安全性指標(biāo)l界限含汽率：最大循環(huán)流速所對應(yīng)的上升管質(zhì)量含汽率woxu自然循環(huán)的自補(bǔ)償能力熱負(fù)荷上升管產(chǎn)汽量質(zhì)量含汽率運(yùn)動壓頭& 上升管流動阻力

4、含汽率h（1）特性方程32()()()pABC 2()4lvvi fAdq r()2il vvvrBd2()4lvv l qCfdrlQql第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性23 ()2 ()0AwBwC()0()dpdw2*3()3BBACwA（2）特性方程分析34流動穩(wěn)定單值函數(shù)流動不穩(wěn)定多值函數(shù)脈動性一個(gè)壓降對應(yīng)多個(gè)流量一個(gè)壓降對應(yīng)流量周期性駐點(diǎn)35無駐點(diǎn)lB23AC0兩個(gè)駐點(diǎn)不穩(wěn)定p1, 2, 3兩個(gè)極值ab： 小，近似單相汽， pbc： 增加，v， p cd： 增加，x，近似單相水， p 流動不穩(wěn)定汽水密度不同38第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性2. 垂直管的水動力特性wpfrpgrpfr pgrlh

5、frgrppp l垂直向上流動 frgrppp 重位壓頭起穩(wěn)定流動作用39第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性2. 垂直管的水動力特性wpfrpgrpfr pgrl垂直向下流動 frgrppp 重位壓頭使不穩(wěn)定加劇40第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性3. 影響流動穩(wěn)定性的因素 （1）壓力p(v-v) r icr 穩(wěn)定性提高穩(wěn)定性條件B2-3AC r 41第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性3. 影響流動穩(wěn)定性的因素 （2） 進(jìn)口ii 穩(wěn)定性提高32()()()pABC 2()4lvvi fAdq ri i 0 A 0 p二次函數(shù)無熱水段全管長均為汽水混合物流動穩(wěn)定實(shí)際i042第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性3. 影響流動穩(wěn)定性的因素

6、 （3） 熱負(fù)荷qlql 穩(wěn)定性提高32()()()pABC 2()4lvvi fAdq r ql ql A 二次函數(shù)突出+ i （4） 熱水段的阻力phw 穩(wěn)定性提高phw p phw 二次函數(shù)433. 流量脈動第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性 流量脈動現(xiàn)象 并列管、并列管組、整個(gè)水冷壁G1 G2G1 G2 流量脈動的特點(diǎn) （1）周期性周期smin受熱結(jié)構(gòu)參數(shù)（2）G-D脈動差180o相位（3）水流量波動幅度汽量（4）p、G衡定443. 流量脈動第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性 流量脈動的原因 熱負(fù)荷的擾動（1）外因（2）內(nèi)因qDpt D p t 工質(zhì)及管子蓄熱量周期性變化4. 流動不穩(wěn)定和流量脈動的危害（1）管子過熱超溫（2）管壁熱疲勞（溫度波動幅度150）第五節(jié)強(qiáng)制流動水動力特性5. 防止流動不穩(wěn)定的措施（1）足夠的（2）提高工作壓力特性曲線工作點(diǎn)位于穩(wěn)定區(qū)（3）i（4）進(jìn)口