汽泡式熱水自然循環(huán)供熱系統(tǒng)動力計算

1、內(nèi)容簡介本文介紹了汽泡式熱水自然循環(huán)供熱系統(tǒng)循環(huán)壓頭的一種計算方法。由于計算工作量大，對循環(huán)壓頭進行筆算幾乎是不可能的，必須借助于電腦；同時為了進行最佳工況的選擇，只計算出一個結(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的計算結(jié)果列于圖表中以便查用。由于水平有限，書中不妥之處，望批評指正。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,按下式計算:c3600p；APmc沿程摩擦阻力，APm中Pa,按下式計算:4°H曦di)APm單位沿程摩阻，APmJPa/m,按下式計算: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)，按下式計算：0管段中的流速

3、，必m/s,按下式計算:(16)Go3600pr管段中飽和水的密度口為kg/m3;運動粘度口為m2/s,按下式計算:M- 管段中飽和水的動力粘度為Pa/s;X管段中重量含汽率，按下式計算：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時，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?？障堵誓壳斑€不能用分析的方法求出，僅可根據(jù)用試驗數(shù)據(jù)整理出的規(guī)律

4、來決定它。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)，按下式計算:管段中飽和水蒸汽的動力粘度，口為PaS在前蘇聯(lián)鍋爐機組水力計算標(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流速，即假定蒸汽與水以相同的速度流動，此時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，按以上兩種方法的計算結(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，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，比例系數(shù)C按式（27）計算;當(dāng)平均流速 <3m/s,容積含汽率B> 0.9時，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>0.9那么再用修正后的容積含汽率伊按式（27） 計算比例系數(shù)C;若修正后的容積含汽率價<0.9,那么用修正后的容積含汽率伊按式（31）計 算修正平均流速，再用修正后的平均流速按式（28）去計算比例系數(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)計算比例系數(shù)C;當(dāng)管內(nèi)徑d >0.03m時，在計算比例系數(shù)C之前，按式（25）計算的混合物流速 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，因此不能簡單的取平均值，需要從出口立管的入口開始逐段計算：對于入口按式（5）計算入口壓降；對于管段，先確定一個極小壓降去求出對應(yīng)這個極小壓降的工質(zhì)平均密度和單位沿程摩阻，再求出對應(yīng)這個極小壓降的管長。工質(zhì)的平均密度由式（20）計算，單位沿程摩阻由式（11）計算,再由下式計算本段管長：C S5>APPg+AP.h對應(yīng)極小壓降的管長，h為m;P極小壓降，P為Pa。計算出第一段管長后，就可以依次計算以后各段管長，直到累計管長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的參數(shù)。最后由式（8）計算出口壓降，累計所有的壓降即為出口立管的總壓降，根據(jù)