20. Тепловой расчет пг. Оптимальные компоновки поверхностей нагрева.

Различают конструктивный (проещ-ный) и поверочный тепловые расчеты. Их методика является общей. Разница заклю­чается в целях расчета и в искомых величинах.

Конструктивный расчет имеет целью определить раз­меры топки и других поверхностей нагрева, обеспечи­вающие при принятой экономичности и надежности по­лучение номинальной паропроизводительности при за­данных параметрах пара, температуре питательной воды и топливе. В результате теплового расчета получают данные, необходимые для расчета на прочность и выбо­ра материала элементов котла, выполнения гидравличе­ских и аэродинамических расчетов и выбора вспомога­тельного оборудования.

Поверочный расчет выполняют для существующей или запроектированной конструкции агрегата. Его вы­полняют для заданных размеров поверхностей нагрева и сжигаемого топлива с целью определения температуры рабочей среды, воздуха и продуктов сгорания на гра­ницах между поверхностями нагрева. Поверочный рас­чет выполняют при изменении температуры питательной воды, температуры перегретого пара, при переводе кот­ла на другое топливо. Цель поверочного расчета — вы­явление тепловых характеристик котла при различных нагрузках и возможностей его регулирования. При вы­полнении конструктивного расчета можно выбирать раз­мер отдельных поверхностей нагрева (например, ширм) по компоновочным соображениям. Тогда эти поверхно­сти рассчитывают методом поверочного теплового расче­та. На основании поверочного расчета устанавливают экономичность и надежность котла, разрабатывают ре­комендации для его реконструкции, получают данные, необходимые для гидравлических, аэродинамических и прочностных расчетов.

Независимо от задачи тепловой расчет выполняют по нормативному методу

21. Характеристики, параметры и уравнения движения рабочей среды

Гидродинамические и теплообменные про­цессы водопарового тракта парового котла и парогенератора протекают в трубах. Стенки труб обладают определенными свойствами: теплопроводностью, теплоемкостью, массой. На поверхности труб протекают соответству­ющие процессы с окружающей средой на на­ружной стенке и рабочей средой — на внут­ренней стенке. Свойства стенок труб и протекающие на этих стенках процессы учи­тываются граничными условиями уравнений, описывающих процессы, которые имеют место в водопаровом тракте. Такими уравнениями являются: уравнения материального баланса, баланса энергии потока рабочей среды и ограждающей стенки и уравнение движения (или количества движения).

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИЖЕНИЯ ПАРОВОДЯНОЙ СМЕСИ

Основные характеристики течения парово­дяного потока:

Массовая скорость среды Скорость циркуляции, м/с — скорость воды при температуре насыщения, соответст­вующая расходу рабочего тела в трубах Приведенная скорость воды, м/с — скорость, которую имела бы вода, проходящая через данное сечение парообразующей трубы, при условии, что она занимала бы все ее се­чение:

Скорость пароводяной смеси , м/с.

Действительная (истинная) плотность па­роводяной смеси р_н, кг/м³, соответствующая истинным значениям скорости пара и воды.

Приведенная скорость пара,м\с — скорость, которую имел бы пар, проходящий через данное сечение парообразующей трубы, при условии, что он занимал бы все ее сечение Относительная скорость пара , м/с. Истинные скорости воды и пара отличаются от расходных, так как в реальных условиях в совместном движении вода и пар, составля­ющие пароводяную смесь, движутся не с оди­наковой скоростью, Массовое паросодержание х — массовая доля расхода пара в потоке пароводяной сме­си Объемное расходное паросодержание . Объемная доля пара в потоке пароводяной смеси при одинаковой скорости воды и пара называется объемным (расходным) паросо Напорное (истинное) паросодержание — доля сечения трубы, занятая паром, соот­ветствующая истинной скорости воды и пара Действительная скорость пара

Действительная скорость воды

При малом паросодержании и небольшой скорости пароводя­ной смеси в адиабатном потоке движутся отдельные пузырьки пара малых размеров. Та­кой режим течения получил название пузырь­кового. С увеличением паросодержания в случае высоких скоростей движущаяся смесь содержит большое количество относи­тельно небольших по размеру пузырей пара в несущем потоке жидкости — эмульсионный режим течения (рис. 9.4,6). При малых дар увеличение паросодержания приводит к объ­единению мелких пузырьков пара в более крупные, диаметр которых соизмерим с диа­метром трубы, а длина может быть во много раз больше. Эти образования пара внешне на­поминают форму снаряда, и поэтому режим течения .называется снарядным