汽泡式熱水自然循環(huán)供熱系統(tǒng)動(dòng)力計(jì)算

1、內(nèi)容簡(jiǎn)介本文介紹了汽泡式熱水自然循環(huán)供熱系統(tǒng)循環(huán)壓頭的一種計(jì)算方法。由于計(jì)算工作量大，對(duì)循環(huán)壓頭進(jìn)行筆算幾乎是不可能的，必須借助于電腦；同時(shí)為了進(jìn)行最佳工況的選擇，只計(jì)算出一個(gè)結(jié)果是不夠的。因此，必須用大量篇幅將常用的工況范圍，工作壓力自10200kPa,管徑自Dn20150mm，熱水流量自048000kg/h的計(jì)算結(jié)果列于圖表中以便查用。由于水平有限，書(shū)中不妥之處，望批評(píng)指正。多謝！編者某年某月-只)S=Hg-(=)AP=AP町+AIL+*g叫乂呼的己r一大口局部阻力系數(shù)；入口飽和水密度，為kg/m3;wr人口流速刖m/s,按下式計(jì)算:G口3600p；GG一式付與4G循環(huán)水流量，G為kg/h

2、;d出口立管管子內(nèi)徑，d為m;APcj一創(chuàng)口局部阻力，A摩Pa,按下式計(jì)算:1+XCE-出口局部阻力系數(shù)； 出口飽和水密度，為kg/m3; 出口飽和蒸汽密度，為kg/m3;Xc-出口重量含汽率，Xc是指G公斤水流量中蒸汽占有的重量份額，用下式表式：Dc一出口蒸汽流量，Dc為kg/h;L，：wc出口流速，咖m/s,按下式計(jì)算:c3600p；APmc沿程摩擦阻力，APm中Pa,按下式計(jì)算:4°H曦di)APm單位沿程摩阻，APmJPa/m,按下式計(jì)算:入一一單相流體摩插阻力系數(shù);當(dāng)Rec2320:64當(dāng)Re>2320:025k當(dāng)量粗糙度，k為m;R雷諾數(shù)，按下式計(jì)算：0管段中的流速

3、，必m/s,按下式計(jì)算:(16)Go3600pr管段中飽和水的密度口為kg/m3;運(yùn)動(dòng)粘度口為m2/s,按下式計(jì)算:M- 管段中飽和水的動(dòng)力粘度為Pa/s;X管段中重量含汽率，按下式計(jì)算：D管段中蒸汽流量，D為kg/h；APzw3、汽水混合物的密度和空隙率汽水混合物在垂直管中做上升流動(dòng)時(shí)，在管子截面上蒸汽占有一部分截面，水占有另一部分截面。由于蒸汽比水輕，所以蒸汽比水流得快。只要知道蒸汽占有流通截面的份額就可以求出汽水混合物的密度，也叫做空隙率，汽水混合物的密度可由下式求出：p=+11-q)'pf式中：汽水混合物的空隙率。空隙率目前還不能用分析的方法求出，僅可根據(jù)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理出的規(guī)律

4、來(lái)決定它。利用馬蒂內(nèi)里納爾遜（MartinelliNelson）關(guān)聯(lián)式（MN關(guān)聯(lián)式）可以求得，即式中：Rv空隙率；Xtt（MN）參數(shù)，按下式計(jì)算:管段中飽和水蒸汽的動(dòng)力粘度，口為PaS在前蘇聯(lián)鍋爐機(jī)組水力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法中（下稱標(biāo)準(zhǔn)方法），按式（23）的形式求取空隙率，即式中：C比例系數(shù)，決定于壓力和兩相混合物的平均流速（由標(biāo)準(zhǔn)方法中決定垂直上升管的C值曲線圖查?。?；容積含汽率，不考慮蒸汽于水之間相對(duì)流速，即假定蒸汽與水以相同的速度流動(dòng)，此時(shí)汽水混合物中的含汽率將為蒸汽容積流量與蒸汽和水的混合物總?cè)莘e流量之比，如下式：V-蒸汽容積流量，V"為m3/h;V汽水混合物總?cè)莘e流量，V為m3/h

5、0汽水混合物的平均流速也是在不考慮蒸汽與水之間的相對(duì)流速的情況下用下式求出：4360叩式中：一-汽水混合物白平均流速,為m/so對(duì)于汽水混合物的平均流速等于或大于3m/s,容積含汽率等于或大于0?9時(shí)，按以上兩種方法的計(jì)算結(jié)果是一致的，標(biāo)準(zhǔn)方法偏于安全?？障堵蔙v和空隙率的關(guān)系式如下：式中：-安全系數(shù),怖數(shù)值上等于將式(23)代入式(26)則(2T)表1是按MN關(guān)聯(lián)式求得的空隙率Rv與按標(biāo)準(zhǔn)方法曲線圖中查得的比例系數(shù)C值的比較表，結(jié)果表明兩者在數(shù)值上基本一致，誤差很小。森工c域與值比依0FC0.90.920.950*JLr酬CRr曷賽中cAt卡建C1GV的*tft電瞬*e巾0謫1由5*Sitt

6、>atIE”加中聃GL3曼：:1由范。Sft02»Wl二%R90fl.712.3«®*0。2.44M41Q值也91T23Q科電而工;e爾fl31«防，9STfrQN*F1$W熊。就1S電投<Hl1$d物心ft*51；的M曼1fl3.51：。a.QSSQl94V3140.43«.I>iT。5tDiJ。X4140Q.”：Q型；20根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法比例系數(shù)C值在平均流速小于3m/s,容積含汽率小于或等于0.9時(shí)，可以近似地用下式表示：C-A1.1+©式中：A溫度(或壓力)系數(shù)，A值可用下式示出:令B= 0.9,=3 m/s按式

7、（21）、（27）、（29）、可以求得我們需要的壓力下的A 值，見(jiàn)表2表 ZPIG)1 417KO1 0 51當(dāng)平均流速/m/s,容積含汽率B> 0.9時(shí)，比例系數(shù)C按式（27）計(jì)算;當(dāng)平均流速 <3m/s,容積含汽率B> 0.9時(shí)，先按下式求修正容積含汽率3 (d(p>p-n-p占! J式中：< B >>正容積含汽率。若修正后的容積含汽率價(jià)>0.9那么再用修正后的容積含汽率伊按式（27） 計(jì)算比例系數(shù)C;若修正后的容積含汽率價(jià)<0.9,那么用修正后的容積含汽率伊按式（31）計(jì) 算修正平均流速，再用修正后的平均流速按式（28）去計(jì)算比例系數(shù)

8、C ;»=3-25-0.9-(p>'式中：修正平均流速,< >為m/s。當(dāng)平均流速>3 m/s,容積含汽率B&0.酎,令平均流速3=3 m/s按式(28)計(jì)算比例系數(shù)C;當(dāng)管內(nèi)徑d >0.03m時(shí)，在計(jì)算比例系數(shù)C之前，按式（25）計(jì)算的混合物流速 應(yīng)乘以改正系數(shù)£：e= /O 03/d(32：4、循環(huán)壓頭的計(jì)算步驟首先可以設(shè)定水套加熱爐的工作壓力、循環(huán)水量、出口立管的直徑和高度做為已知條件。由于沿著出口立管的高度，工質(zhì)自汽化蒸汽量的變化梯度受工質(zhì)自身逐漸變小的密度和逐漸變大的沿程摩阻的影響是不均勻的，因此不能簡(jiǎn)單的取平均值，需要從出口立管的入口開(kāi)始逐段計(jì)算：對(duì)于入口按式（5）計(jì)算入口壓降；對(duì)于管段，先確定一個(gè)極小壓降去求出對(duì)應(yīng)這個(gè)極小壓降的工質(zhì)平均密度和單位沿程摩阻，再求出對(duì)應(yīng)這個(gè)極小壓降的管長(zhǎng)。工質(zhì)的平均密度由式（20）計(jì)算，單位沿程摩阻由式（11）計(jì)算,再由下式計(jì)算本段管長(zhǎng)：C S5>APPg+AP.h對(duì)應(yīng)極小壓降的管長(zhǎng)，h為m;P極小壓降，P為Pa。計(jì)算出第一段管長(zhǎng)后，就可以依次計(jì)算以后各段管長(zhǎng)，直到累計(jì)管長(zhǎng)大于已知的高度為止。在最后一段的參數(shù)中，利用插入法求得恰好等于給定的高度時(shí)的參數(shù)。最后由式（8）計(jì)算出口壓降，累計(jì)所有的壓降即為出口立管的總壓降，根據(jù)