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(duì)流蒸發(fā)管束，它在鍋爐里面，吸收對(duì)流熱量（用對(duì)流的方法吸熱），是蒸發(fā)管束。一般稱呼鍋爐對(duì)流蒸發(fā)管束的時(shí)候，經(jīng)常叫做鍋爐管束、對(duì)流管束、蒸發(fā)管束、對(duì)流蒸發(fā)管束等。鍋爐對(duì)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(shí)幾噸，十幾噸，一、二十噸的鍋爐。因?yàn)檫@時(shí)候水的汽化潛熱大,光靠爐膛吸熱不夠，用鍋爐對(duì)流蒸發(fā)管束來(lái)彌補(bǔ)一下蒸發(fā)吸熱的不足

2、。鍋爐對(duì)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(gè)管子的上下端分別和汽包與下聯(lián)箱連接的水流動(dòng)的封閉的線路叫循環(huán)回路?；芈贩譃楹?jiǎn)單回路和復(fù)雜回路，一個(gè)下降管連接一個(gè)上升管管屏的叫做簡(jiǎn)單回路；一個(gè)（或幾個(gè)）下降管連接幾個(gè)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(shí)候，起到穩(wěn)定汽壓的作用。自然循環(huán)原理運(yùn)動(dòng)壓頭：自然循環(huán)回路的循環(huán)推動(dòng)力叫做循環(huán)運(yùn)動(dòng)壓頭，等于回路各部分的總壓頭。計(jì)算公式： （12-1）運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jì)算公式： （12-3）有效壓頭和下降管阻力不是一個(gè)概念，有效壓頭是流動(dòng)的動(dòng)力；下降管阻力是流動(dòng)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：?jiǎn)蜗嗨?、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(gè)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(duì)流傳熱、過(guò)冷沸騰、飽和核態(tài)沸騰、強(qiáng)制水膜對(duì)流傳熱、含水不足、蒸汽對(duì)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(lèi)傳熱惡化（1）由于受熱增強(qiáng)，汽泡產(chǎn)生的速度超過(guò)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(kāi)，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(lèi)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(lèi)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(méi)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(lèi)傳熱惡化的，因?yàn)樵谒浔诠茏拥某隹谔帲械乃欢ㄒ徽舾傻摹?2-3兩相流體的基本參數(shù)兩相流體的特性參數(shù)可以分成兩類(lèi)：第一類(lèi)是可以根據(jù)物質(zhì)平衡

5、或熱量平衡計(jì)算出來(lái)的參數(shù)，叫做流量參數(shù)；第二類(lèi)是流體的真實(shí)參數(shù)，不能計(jì)算所得，只能測(cè)量叫做真實(shí)流體特性參數(shù)。流量參數(shù)質(zhì)量流速：?jiǎn)挝粫r(shí)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(jì)算公式為： （12-4）這個(gè)參數(shù)的表示為兩個(gè)字母相乘，確實(shí)是密度速度。一般用來(lái)衡量管子的安全。例如屏式過(guò)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(jì)算的水流速稱循環(huán)流速。計(jì)算公式為： （12-5）這個(gè)參數(shù)是一個(gè)水循環(huán)的安全性指標(biāo)。有兩個(gè)要點(diǎn)：一個(gè)是計(jì)算時(shí)水的密度必須是當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)貕毫ο嘛柡退拿芏?；另一個(gè)是一定要按照上升管入口截面來(lái)計(jì)算。這個(gè)速度過(guò)小，會(huì)堵塞上升管；也

6、會(huì)使管子過(guò)熱。3折算流速：（1）假定流過(guò)的蒸汽占有全部管子截面時(shí)計(jì)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(guò)的水占有全部管子截面的時(shí)候計(jì)算所得水流速度稱為該截面水的折算流速。計(jì)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(guò)蒸汽的質(zhì)量流量與工質(zhì)總質(zhì)量流量之比。計(jì)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(gè)流速是假定蒸汽和水的真實(shí)流速?zèng)]有差別的情況下的流速，是不真實(shí)的，是一個(gè)計(jì)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(jì)算公式： （12-

7、18）7推導(dǎo)公式： （12-19）真實(shí)流動(dòng)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(gè)參數(shù)是真實(shí)的，只能通過(guò)測(cè)量得到，不能通過(guò)計(jì)算得到。用圖12-5計(jì)算截面含汽率。汽的真實(shí)流速，考慮了蒸汽和水的流速的差異，沒(méi)有多大的用途。汽水混合物的真實(shí)密度，同樣考慮了蒸汽和水的流速的差異，也沒(méi)有多大的用途。12-4流體的流動(dòng)阻力一單相流體的流動(dòng)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(wú)關(guān)）。書(shū)上P243有一個(gè)圖，叫做莫迪圖，是計(jì)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(shū)。兩相流體的流動(dòng)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(duì)單相流體的摩擦阻力的公式修正一下。計(jì)算公式： （12-32）兩相流體的局部阻力也是對(duì)單相流體的摩擦阻力的公式修正一下。計(jì)算公式： （12-35）這里應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是計(jì)算兩相流體的局部阻力的時(shí)候，查的