Д р Исл
испарительной зоны приводят к последующему уменьшению
величины • в пределе, при £
г \ ^ J
весь канал работает как экономайзер. Поэтому резуль тирующее сопротивление канала АРрк = &РЭК + & Риа j монет иметь такой сложный, многозначный характер.
* Р
Рис. 7 .1 2 .Гидродинамическая характеристика парогенерирувдего канала* I - стабильная, 2 - не
стабильная
В неустойчивой характеристике монно выделить три
участка. |
Участки |
|
А В |
и |
С 8) |
являются участками |
устойчивой работы теплообменного аппарата. В точках |
Of > |
при случайном увеличении |
расхода |
ра |
стет |
и сопротивление канала |
А р к |
, а |
при случайном |
уменьшении сопротивление падает. Таким образом, при |
постоянном режиме работы насоса и постоянном отборе |
пара |
на |
турбину |
( А р к = Const, & |
= const) расход са |
морегулируется. |
В |
точке |
|
а5 |
любой случайный импульс |
на изменение расхода переводит канал в |
режим устойчи |
вой |
работы в точку |
Q t |
или |
а |
, поскольку |
в сис |
теме |
параллельных |
каналов |
А р к |
всегда постоянно |
для |
всех |
каналов. |
|
При этом |
в точке |
я / |
расход |
Gi |
моивт оказаться ниже предельно допустимого по условиям надежного охлаждения поверхности нагрева. Работа кана-
ла в точке й. с увеличенным расходом G. вызовет перераспределение расходов по другим параллельно вклю ченным каналам (.суммарный расход в аппарате должен быть постоянным). Падающий, неустойчивый участок ВС гидродинамической характеристики является зоной неус тойчивой работы канала или аппарата в целом. Неустой чивость канала, связанная с падающим участком характе ристики, называется апериодической, и при проектирова нии аппарата такую неустойчивость требуется исключить. Многозначная гидродинамическая характеристика имеет два экстремума, абсциссы которых определяются уравне нием
d G |
|
|
3 A G S + 2 B G + C = 0 . |
(7 .ЮГ) |
|
|
|
|
|
|
Решая квадратное уравнение |
(7.I0 I ) , получим |
|
р |
|
_ |
- В ± |/’ В г- З А С ' |
|
|
_____ ' ________ |
(7.102’' |
иэкстр |
|
|
ЗА |
|
|
|
Условие отсутствия |
действительных вещественных |
корней |
в уравнении(7 .101), |
а следовательно, условие устойчи |
вости гидродинамической характеристики можно записать |
в виде неравенства |
|
|
|
|
|
|
в 2 < |
ЗАС . |
|
(7.103) |
|
|
|
|
|
|
учетом ( 7 .ГОО) мвжно получить условие устойчивости |
характеристики 17.А.Петрова |
|
|
л , |
^ |
|
|
_ / |
(7.104) |
|
|
JO" |
|
|
|
1 |
|
С ростом давления правая часть неравенства (7.104) |
увеличивается, т .е . растут допустимые значения недо- |
гревов воды на входе |
в |
канал. С понижением давления |
'ероятность неустойчивости характеристики возрастает.
I
На рис. 7.13 показано влияние давления на гидродинами ческую характеристику. С ростом давления увеличивает ся энтальпия насыщения г‘ , расход тепла в экономайзерной зоне Q 9K = G(t'~ ifa) » Длина экономайзерной зоны и ее сопротивление. При этом вклад испари тельной зоны в общее сопротивление уменьшается, и ха рактеристика становится более устойчивой. Таким обра зом, увеличение давления всегда положительно сказывает ся на устойчивости гидродинамики двухфазных потоков в
Рис. 7 .13 . Влияние давления на устойчивость гидроди намической характеристики
Зависимости (7.103) и (7.104) позволяют установить наличие или отсутствие устойчивости гидродинамической характеристики. Устойчивость режима работы канала мо жет быть обеспечена и при наличии многозначной харак теристики, если рабочая точка находится на восходящих ветвях. Если рабочая точка будет располагаться на па дающем участке, то необходимо принять меры, обеспечи вающие однозначность характеристики. В практике паро-
гемераторостроения наиболее эффективным методом стаби лизации гидродинамической характеристики является дрос селирование потока на входе в канал установкой допол
нительных местных сопротивлений |
[7 1 ] . |
Чаще |
всего |
применяется установка дроссельной шайбы на |
входе |
(шай- |
бование канала), но могут использоваться и другие |
дроссельные устройства. Следует |
отметить, |
что дроссе |
лирование входа широко используется и в кипящих систе мах для гидравлического профилирования и уменьшения тепловой разверки.
Через дроссельное устройство проходит однофазная среда с постоянной плотностью, вследствие чего сопро тивление устройства пропорционально квадрату расхода:
(7.105)
- коэффициент сопротивления дроссельного
устройства.
При наличии дроссельного устройства суммарные потерн
давления в канале и дросселе |
могут быть |
представлены |
в 1 иде |
уравнения (7 .99), где |
коэффициент |
при G & |
Зудет |
иметь значение |
|
|
|
|
|
(7.106) |
Гидравлическое сопротивление дросселя, суммируясь с сопротивлением канала, улучшает гидродинамическую ха рактеристику, компенсируя ее "провал" (рис. 7.14)
Однозначная характеристика с пологим участком монет иметь сильное изменение расхода при незначительном изменении перепада давлений, что также нежелательно
с точки зрения возникновения больших тепловых развер ток. Поэтому из опыта эксплуатации и проектирования парогенераторов и котлов установлена минимально допус тимая крутизна гидродинамической характеристики
|
~G |
^ 3 |
(7.107) |
|
d m р . к |
л „ |
|
|
й Рр-к |
|
малое изменение рас |
т .е . в рабочей |
точке относительно |
хода не должно превышать относительное изменение пере пада давления более чем в три раза.
G
Рис. 7 .1 4 . Влияние дросселирования на гидродинамичес кую характеристику канала
С учетом |
(7 .99) и (7 .I0 I) неравенство |
(7.107) мож |
но записать |
в виде |
|
|
8AG2 + 5BG +SC ^ О. |
(7.108) |
Наименьшая крутизна наклона однозначной характери стики к оси абсцисс определяется точкой перегиба, кото рая находится приравниванием к нулю второй производной
d G s |
6 AG + SB = 0. |
(7.109) |
Уравнение (7.109) определяет расход, при котором следует проверять крутизну характеристики. Этот расход равен
