鍋爐原理備課筆記

1、鍋爐原理備課筆記12第十二章自然循環(huán)和蒸發(fā)受熱面12-1自然循環(huán)的基本概念汽包、水冷壁和蒸發(fā)管束1蒸發(fā)受熱面定義：吸收火焰或煙氣的熱量而使水產(chǎn)生蒸汽的受熱面稱為蒸發(fā)受熱面。2蒸發(fā)管束概念：蒸發(fā)管束的全稱為鍋爐對流蒸發(fā)管束，它在鍋爐里面，吸收對流熱量（用對流的方法吸熱），是蒸發(fā)管束。一般稱呼鍋爐對流蒸發(fā)管束的時候，經(jīng)常叫做鍋爐管束、對流管束、蒸發(fā)管束、對流蒸發(fā)管束等。鍋爐對流蒸發(fā)管束用于壓力低、容量小的鍋爐，這里指的是低壓（出口蒸汽壓力不到39kg/cm2）鍋爐，容量常常是每小時幾噸，十幾噸，一、二十噸的鍋爐。因為這時候水的汽化潛熱大,光靠爐膛吸熱不夠，用鍋爐對流蒸發(fā)管束來彌補一下蒸發(fā)吸熱的不足

2、。鍋爐對流蒸發(fā)管束的數(shù)量很大，一般有幾百根，上面和汽包連接，下面和水包連接。3回路：包括吸熱的上升管和不吸熱的下降管，兩個管子的上下端分別和汽包與下聯(lián)箱連接的水流動的封閉的線路叫循環(huán)回路。回路分為簡單回路和復(fù)雜回路，一個下降管連接一個上升管管屏的叫做簡單回路；一個（或幾個）下降管連接幾個上受熱或結(jié)構(gòu)不同的升管管屏的叫做復(fù)雜回路。4汽包的作用：（1）把很多管子（上升管或汽水導(dǎo)管、下降管）連接在一起；（2）汽水分離；（3）貯存大量的汽和水，在負(fù)荷發(fā)生變化的時候，起到穩(wěn)定汽壓的作用。自然循環(huán)原理運動壓頭：自然循環(huán)回路的循環(huán)推動力叫做循環(huán)運動壓頭，等于回路各部分的總壓頭。計算公式： （12-1）運動壓

3、頭的三要素：飽和汽和飽和水的密度、上升管中的含汽率、循環(huán)回路的高度。有效壓頭：運動壓頭減去上升管側(cè)阻力是有效壓頭，在數(shù)值上等于下降管側(cè)阻力。計算公式： （12-3）有效壓頭和下降管阻力不是一個概念，有效壓頭是流動的動力；下降管阻力是流動阻力，兩者只是在數(shù)量上相等。12-2汽水混合物的流型和傳熱管中汽水兩相流的流型1管中汽水兩相流的流型：單相水、汽泡狀流、彈狀流、環(huán)狀流、環(huán)狀帶液滴流、液霧流、單相汽。講解清楚各個流型的具體形狀。2在自然循環(huán)鍋爐的水冷壁中，最多是彈狀流。3傳熱區(qū)域：液體對流傳熱、過冷沸騰、飽和核態(tài)沸騰、強制水膜對流傳熱、含水不足、蒸汽對流傳熱。管中汽水兩相流的傳熱傳熱惡化的定義：

4、管內(nèi)放熱系數(shù)突然減少，管壁溫度突然升高的現(xiàn)象。兩類傳熱惡化（1）由于受熱增強，汽泡產(chǎn)生的速度超過汽泡脫離的速度，在金屬管壁與水之間形成一層汽泡，把水和管壁隔開，即由核態(tài)沸騰變成膜態(tài)沸騰，管壁溫度突然升高的現(xiàn)象叫第類傳熱惡化。關(guān)鍵參數(shù)為熱負(fù)荷。（2），管壁上的水膜被蒸干，管壁溫度突然升高的現(xiàn)象叫第類傳熱惡化。關(guān)鍵參數(shù)為含汽率。3在自然循環(huán)鍋爐中一般沒有傳熱惡化，只是亞臨界壓力的鍋爐中，防止傳熱惡化的余地不很大了（解釋這句話）。在直流鍋爐中一定要發(fā)生第二類傳熱惡化的，因為在水冷壁管子的出口處，所有的水一定要被蒸干的。12-3兩相流體的基本參數(shù)兩相流體的特性參數(shù)可以分成兩類：第一類是可以根據(jù)物質(zhì)平衡

5、或熱量平衡計算出來的參數(shù)，叫做流量參數(shù)；第二類是流體的真實參數(shù)，不能計算所得，只能測量叫做真實流體特性參數(shù)。流量參數(shù)質(zhì)量流速：單位時間內(nèi)流經(jīng)單位流通截面的工質(zhì)質(zhì)量稱質(zhì)量流速。計算公式為： （12-4）這個參數(shù)的表示為兩個字母相乘，確實是密度速度。一般用來衡量管子的安全。例如屏式過熱器的質(zhì)量流速至少要1500kg/(m2s)，否則不安全。2循環(huán)流速：水在飽和溫度下按上升管入口截面計算的水流速稱循環(huán)流速。計算公式為： （12-5）這個參數(shù)是一個水循環(huán)的安全性指標(biāo)。有兩個要點：一個是計算時水的密度必須是當(dāng)時當(dāng)?shù)貕毫ο嘛柡退拿芏?；另一個是一定要按照上升管入口截面來計算。這個速度過小，會堵塞上升管；也

6、會使管子過熱。3折算流速：（1）假定流過的蒸汽占有全部管子截面時計算所得的蒸汽速度稱為該截面的蒸汽折算流速。（2）假定流過的水占有全部管子截面的時候計算所得水流速度稱為該截面水的折算流速。計算公式： （12-6） （12-8）蒸汽折算流速和水的折算流速一般就用在公式的推導(dǎo)上。4質(zhì)量含汽率：流過蒸汽的質(zhì)量流量與工質(zhì)總質(zhì)量流量之比。計算公式： （12-10）質(zhì)量含汽率的平均值： （12-12）5混合物流速：流經(jīng)管子截面的混合物容積。這個流速是假定蒸汽和水的真實流速沒有差別的情況下的流速，是不真實的，是一個計算值。積含汽率：流經(jīng)管子某一截面的蒸汽容積流量與混合物的總?cè)莘e流量之比。計算公式： （12-

7、18）7推導(dǎo)公式： （12-19）真實流動特性參數(shù)1截面含汽率：在某一截面上蒸汽所占截面的分額。這個參數(shù)是真實的，只能通過測量得到，不能通過計算得到。用圖12-5計算截面含汽率。汽的真實流速，考慮了蒸汽和水的流速的差異，沒有多大的用途。汽水混合物的真實密度，同樣考慮了蒸汽和水的流速的差異，也沒有多大的用途。12-4流體的流動阻力一單相流體的流動阻力單相流體的摩擦阻力 和流體力學(xué)講解的一樣，公式相同。在鍋爐中單相流體都是粗糙管，都處于阻力平方區(qū)（阻力系數(shù)只取決于表面粗糙毒而與雷諾數(shù)無關(guān)）。書上P243有一個圖，叫做莫迪圖，是計算流體的摩擦阻力用的。單相流體的局部阻力也和流體力學(xué)講解的一樣，公式也相同。求單相流體的局部阻力要查有關(guān)流體力學(xué)的書。兩相流體的流動阻力 這里的兩相流體指汽液兩相流體。兩相流體的摩擦阻力是對單相流體的摩擦阻力的公式修正一下。計算公式： （12-32）兩相流體的局部阻力也是對單相流體的摩擦阻力的公式修正一下。計算公式： （12-35）這里應(yīng)當(dāng)說明的是計算兩相流體的局部阻力的時候，查的