тельного сопротивления от паросодержания при адиабат ной течении пароводяной снеси и в условиях обогрева
при постоянной массовой скорости |
= 2000 кГ/м^* сек. |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 7 .5 .- Зависимость |
R = ^ (х ср) |
|
|
I |
- |
гомогенная модель; 2 |
- |
без обогрева; |
3 |
- |
с обогревом |
|
|
|
Как видно из рис. 7 .5 , |
зависимость |
R |
- ^(х) имеет |
сложный аномальный характер. Вначале |
с ростом |
сс R уве |
личивается, |
затем наблюдаются экстремумы и точки пере |
гиба. При достижении некоторого паросодержания |
х др |
ход кривых существенно меняется и носит кризисный ха рактер. Такое явление наблюдается как без обогрева, так и при обогреве канала. В области кризиса гидравли ческого сопротивления сопротивление может уменьшаться,
несмотря на рост паросодержания. По мере дальнейшего увеличения паросодержания сопротивление возрастает. По абсолютной величине в зоне малых х сопротивление боль ше величины, рассчитанной по гомогенной модели, а при больших х - соответственно меньше.
Кризис гидравлического сопротивления исследователи связывают с характером течения жидкой пленки по по верхности нагрева и переходом одной структурной фор
мы потока в другую.При х < ос. жидкая пленка
й Г
имеет сильно волнистую (.шероховатую) поверхность, что вызывает повышенное гидравлическое сопротивление. При сс =» осйр » когда толщина пленки становится весьма малой (микропленка), волнообразование прекращается, и
пленка становится гладкой. При полном испарении водя ной микропленки с внутренней поверхности канала в слу чае л - х цХ кольцевая структура переходит в диспер сную, при этом стенка омывается насыщенным паром, а теплоотдача ухудшается. Данные по температурным режи мам обогреваемых труб подтверждают, что кризис гидрав лического сопротивления и кризис теплообмена второго
рода наблюдаются примерно |
при одних и тех же значениях |
х |
. Таким образом, |
величина |
соответствует |
началу кризиса гидравлического сопротивления. Кризис |
сопротивления существует |
в диапазоне |
Д х = зс,„-хДР |
Обогрев, как видно из |
рис. 7 .5, оказывает существен |
ное влияние на гидравлическое сопротивление пароводя ной смеси. Характер этого влияния различен в разных об ластях паросодержания. В докризисной области наличие тепловой нагрузки увеличивает относительную потерю давления. Кризисное явление проявляется более отчетли во и сопротивление трения уменьшается более значитель
но при обогреве, |
чем без обогрева. Влияние |
тепловой |
нагрузки во всем диапазоне изменения |
х |
не |
нашло |
удовлетворительного объяснения. |
® области до |
аномаль |
ного изменения |
R |
, т .е . в |
области |
пузырькового |
кипения, увеличение теплового потока интенсифицирует процессы массообмена, вызывая увеличение теплоотдачи и гидравлического сопротивления за счет турбулизирующего воздействия генерируемых пузырьков пара на при стенный слой жидкости.
Сказанное выше свидетельствует о том, что гомогенпая модель смеси не позволяет точно рассчитать потери
на трение при движении пароводяной смеси в обогревае
мых и необогреваеыых каналах. Поэтому |
в формулы для рас |
чета потерь на трение в гомогенном двухфазном потоке |
вводится поправочный коэффициент |
f |
: |
|
|
|
|
V |
* |
|
■ |
|
(7.52) |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
^ |
зависит |
от давления, |
массового паросо- |
держания и скорости циркуляции и мало зависит от диа |
метра трубы |
и ее наклона к горизонту |
Для onptделения |
коэффициента |
|
, учитывающего негомогенность пото |
ка, в нормативном методе гидравлического расчета паро |
вых котлов |
приведены номограммы |
^ |
= j.(oc) при мас |
совой скорости в качестве параметра и в определенном |
диапазоне давлений. |
|
|
|
|
|
|
Для учета влияния тепловой нагрузки на сопротивле |
ние |
трения |
в докризисной области паросодержаний при |
х |
с х |
можно применить формулу Н.В.Тарасовой [74] |
|
&Р |
|
|
|
|
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(7 .53) |
|
|
RHeoS |
|
|
[й^ д1 |
|
|
‘ |
.................. |
|
где |
R o<f> %нео5 ~ 0ТН0Ш8НИЯ падения давления |
на трение |
при движении двухфазного |
потока в условиях |
обогрева |
и изотермических условиях к падению давления при дви жении однофазного потока соответственно. Эту величину
автор [74 ] предлагает |
вычислять по |
формуле |
|
Кр) |
|
7,S |
|
|
|
р |
(7 .54) |
R нео5 ~ у - у |
F z |
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
о,омР%>* |
F z = Ч |
|
|
|
A ( f > ) - i , 0 5 i 0 |
Ы
Зависимость (7.53) справедлива в следующем диапазоне изменения режимных параметров:
u>f> = 500 + 2000 к% г сек ;
Ч= 1,1 '10в- 1,7 10ь вт/м2;
Р= 1,9 - 19,6 Мн/м г ■
Для закризисной области, где ос =» ar f ограни ченное количество экспериментальных данных не позво ляет разработать надежные расчетные рекомендации, учи тывающие влияние тепловой нагрузки.
В стационарных и транспортных ядерных реакторах ис пользуются рабочие каналы, выполненные в виде пучка тепловыделяющих стержней, обтекаемых в продольном на правлении вначале однофазным, а затем двухфазным паро водяным потоком. В таких системах сравнительно мало изучено гидравлическое сопротивление при течении одно фазного потока. Еще сложнее обстоит вопрос гидравлики при движении двухфазного потока в пучках стержней.
Анализ |
полученного в |
ЦКТИ |
[б4]экспериментального ма |
териала |
показал, что |
для всех типов каналов в широ |
ком диапазоне паросодержаний имеет место одинаковая за висимость потерь на трение от давления и расхода двух фазного теплоносителя.
Учитывая |
этот факт, при обобщении опытных данных |
можно использовать зависимость |
типа |
Дарси-Вейсбаха |
|
|
|
ft'**/ |
г |
|
йр# Р |
f(U%) |
|
& |
dr ' |
( -5 ) |
.teK следует |
из (7 .5 5 ),сопротивление |
двухфазного |
потока |
зависит от |
относительного шага |
стержней |
, |
давле- |
