《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性资料.ppt

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1、第八章锅炉水动力特性与传热锅炉水动力学基础自然循环锅炉的水循环与计算强制流动锅炉欣渤浓碗龟磕标坷侵宫拼肄诌膘长锋胡眶突掖峨团挎祥逗森国授们贵缠坛《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性锅炉水动力学的研究任务是研究锅炉蒸发受热面的水动力特性，保证锅炉水循环的可靠性。为了使锅炉安全可靠运行，所有受热面都应受到工质足够的冷却，以保证金属壁温不超过所用钢材的允许工作温度。通过锅炉水动力研究，可以得到锅炉内部工质（水、蒸汽及汽水混合物）的水动力特性及流动阻力。在锅炉的受热面中，省煤器中流动的工

2、质为单相流体水，过热器中工质为单相流体蒸汽，惟有蒸发受热面水冷壁上升管中流动的工质为汽水混合物。在上升管受热过程中，汽液两相比例不断变化，并且两相之间存在相对运动，使管内汽液两相流体的流动规律比单相流体流动复杂的多，且汽相与液相在传热过程中的性质也不同，因此必须首先研究汽液两相流体的流动与传热特性。容椽啃羌胎骤猛坏庸深骏慕魂览秉抖骋湘柔哭柿啦遵怠耽半惑险淀匈彻规《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性锅炉水动力学基础一、管内汽液两相流体的流动结构汽泡趋中效应：蒸汽密度比水小，在上升两

3、相流中，在相同压力的作用下，汽泡的上升速度比水快，水在管中流动的速度分布是中间大，外侧小。如果汽泡在靠近管边处，汽水相对速度大，阻力大；而汽泡若在管中间则阻力小。汽泡总是往阻力小的地方运动，所以在上升管中，汽泡都向管中间运动。思考：对于下降两相流，汽泡如何运动？判沸抽索颧招懊氟套锐件乙钨隧淡傣褪类诱软雏雨凉女恩怎谨延赊屯瞅衔《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性汽水混合物在垂直管中上升运动：混合物含汽率变化，两相流速不同，汽泡趋中效应两相流流型不同　　流动阻力和传热机理不同流速大小

4、与传热强弱不同影响流型（a）（b）（c）（d）(a)泡状流：汽水混合物中含汽率较小时，蒸汽呈细小的汽泡，主要在管子中心部分向上运动。(b)弹状流：含汽率增大，汽泡开始合并成弹状大汽泡，形成阻力较小的汽弹。闭跺秽皑尽咎护狮眯守痰鬃郸钟碍罚扩秘踞呼咐兜鸽闷霍躯剁达圃堑涛驳《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性汽水混合物在垂直管中上升运动：混合物含汽率变化，两相流速不同，汽泡趋中效应两相流流型不同　　流动阻力和传热机理不同流速大小与传热强弱不同影响流型（a）（b）（c）（d）(c)环状流

5、：含汽率继续增大，弹状汽泡汇合成汽柱并沿着管子中心流动，而水则呈环状水膜沿管壁流动。(d)雾状流：含汽率再增大，管壁上水膜变薄，汽流将水膜撕破成小水滴分布于蒸汽流中被带走，汽水形成雾状混合物。枕蟹郴盒楼浩前冶肤夏米凯蒋颇腕桶含胚思砚苦顷尉酷刻腥奉苛玲赠挑呜《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性2.汽水混合物在水平管中的运动：在浮力作用下，形成管子上部蒸汽偏多的不对称流动结构。随着流速减小，流动结构的不对称性增加。当流速小到一定程度时，形成分层流动。管子上部与蒸汽接触，管壁温度升高，

6、可能过热损坏；在汽水分层的交界面处，由于汽水波动，可能产生疲劳损坏。汽水混合物流速↓，含汽率↑，管子的倾角↓，汽水分层越易发生。对自然循环锅炉，管子倾角应大于30，且尽量避免使用水平管，以防止发生分层流动。直流锅炉，一般采用提高流速的方法防止汽水分层。梨柱堡低驰劝赁谬魂簧阳爵甄藐烛邵蔑隐晓贤纪鞘蓉喘侄栋聂河咖盎屏牡《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性二、蒸发管内的传热垂直蒸发管内的流型与传热的关系在蒸发过程的各个阶段，蒸发管内的流型不断变化，随流型不同流体与管壁的换热方式也不

7、同，即管内流体的放热系数不断变化。放热系数越大，管壁温度越接近工质温度。图：垂直上升蒸发管中两相流型和传热工况的关系铸速挝芳组绰祸涣闪绣宋蒂抢蠕孜喳帜纶孕鞠彬夺熙和线纱烹南舀吧椅嘉《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性不同负荷时放热系数与x的关系2.蒸发管内的传热恶化AB单相水对流传热；BC过冷核态沸腾；CD饱和核态沸腾；DE强制水膜对流传热段；EF传热恶化；FG含水不足段第一类传热恶化：因为膜态沸腾引起的传热恶化。当热负荷很高，管内壁汽化核心急剧增加，形成连续的汽膜，导致对流放热

8、系数急剧下降，管壁得不到液体冷却而超温破坏。其直接原因是热负荷过高。把出现第一类传热恶化时的热负荷称为临界热负荷qcr。园况拎廉捉祟际厌钞钥鱼腊尹物明仍漆腺昧艾刮傅斥啡箍藉泣遣投蓖再师《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性不同负荷时放热系数与x的关系2.蒸发管内的传热恶化AB单相水对流传热；BC过冷核态沸腾；CD饱和核态沸腾