исчезновения волн на поверхности очень тонкой пленки
можно зафиксировать опытным путем при |
х |
= |
х |
_ |
величину |
х Лр » можно определить х |
х |
по со |
Зная |
отношению |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
Х йр + Д х , |
|
|
(8.62) |
|
|
|
|
|
|
где |
Д х |
- |
то приращение массового |
паросодержания |
по длине трубы, которое необходимо для полного испаре ния микропленки. Величина Д х зависит от диаметра трубы при допущении о малой зависимости толщины микро пленки от диаметра канала. Это следует из того факта, что микропленка не питается каплями из ядра потока и поэтому для ее испарения имеет значение не удельный тепловой поток ^ , а общее количество тепла
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = |
$ 3rd* . |
|
|
|
|
|
Важной особенностью кризиса теплообмена второго ро |
да является его независимость от плотности теплового |
потока |
^ |
, что следует |
как из |
формулы |
(8,61), |
так |
и из рис. 8.23. На рис. 8.23 нанесена полученная в |
ВТЙ экспериментальная |
зависимость |
£ = ^(х)ъ момент |
кризиса |
теплообмена. |
Линия |
А В |
характеризует |
кри |
зис теплообмена первого рода и отражает зависимость |
критической плотности теплового потока от массового |
паросодержания. Вертикальная прямая линия |
В С |
от |
вечает кризису теплообмена второго рода и отражает не
зависимость граничного паросодержания |
х |
от вели |
чины тепловой нагрузки. |
|
^ |
Зависимость (8.61) справедлива для вертикальных ка налов. В горизонтальных и слабонаклоненных каналах тол щины пристенной жидкой пленки на верхней и нижней об разующих отличаются друг от друга (рис. 8 .24). Так как
уверхней образующей толщина микропленки меньше, чем
унижней, кризис теплообмена второго рода прежде всего
Рис. 8.23. Кризисы теплообмена первого и второго рода
( р = 150 ата, = 2000 кг/м2.сек)
наступает в верхней части канала. Об этом же свитетельствуют измерения температуры стенки по периметру испа рительной трубы во время кризиса (рис. 8 .25). На верх ней образующей кризис начинается раньше, при этом расгечка тепла по периметру вызывает более пологий харак
тер роста |
^ |
, |
чем в нижней части трубы. |
Для определения |
а: |
в горизонтальных трубах |
можно пользоваться формулой (8.61). Полученное значе
ние |
л |
следует уменьшить на величину |
, |
которая |
находится |
в пределах 0,01 7 Of II при р |
^ |
|
|
О |
|
|
100 кгс/см . |
|
|
|
Применительно |
к змеевиковым конструкциям трубных |
систем прямоточных парогенераторов были выполнены ис следования по кризисам теплообмена второго рода А.А.Ни-
кодовым и Л.С.Белокопытовым [54 ] . В результате этих исследований были получены следующие зависимости для граничного паросодерзсания, при котором наступает
кризис |
в теплоотдаче: |
-L |
-I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
осгр = |
3 (f*>) |
3/°‘ |
(8.63) |
при |
р |
- |
Ю |
7 |
30 |
кгс/см2 и |
|
|
при |
р |
~ |
30 |
f |
80 |
кгс/см2. |
|
|
Рис. 8.24. К кризису |
те - |
Рис. 8.25. Распределение |
плообмена второго |
рода |
температуры стенки |
в го- |
в горизонтальной |
трубе |
ризонтальной |
трубе |
при |
|
|
кризисе теплообмена |
вто |
|
|
рого рода {р |
=170 |
ата, |
= 1250 кг/м2*сек, £ = 0 ,5 2 *10^ ккал/м2*чу
При проектировании парогенераторов и реакторов кипящего типа необходимо учитывать возмохность возник новения кризиса теплообмена второго рода. При этом в прямоточных парогенераторах правильный расчет зоны ухудшенного теплообмена позволяет более точно опре-
делить поверхность испарительной зоны. В парогенерато рах с многократной принудительной циркуляцией необосно ванно заниженное значение кратности циркуляции может привести к закризисному режиму работы аппарата. Такой режим особенно недопустим в реакторах кипящего типа, так как может привести к пережогу тепловыделяющих эле ментов. Поэтому во всех рабочих каналах реактора массо
вое |
паросодержание на выходе x fbloe должно быть мень |
ше |
&С tj.cc |
• |
В реакторе АМБ- I канального типа Белоярской АЭС при пусконаладочных испытаниях на номинальной нагрузке ЮОНвт отмечалось существенное повышение температуры оболочки ТВЭЛ на расстоянии 1000-1500 мм от выхода из активной зоны [25 J . В то же время минимальный запас до критической тепловой нагрузки составлял примерно 2.
Выполненный анализ |
показал, что проектное значение |
= °»35 превышает |
х их - 0*29 для |
режимных условий |
работы реактора при |
р |
=150 ата |
и |
J^ut- |
= 2000 |
кг/м^* сек, т .е . в активной зоне реактора возникал |
кризис теплообмена второго рода. |
|
|
|
Для обеспечения надежной работы |
реактора |
на номи |
нальной нагрузке за счет снижения давления в первом кон туре до 135 ата и введения дополнительных циркуляцион ных насосов массовая скорость теплоносителя была увели
чена до |
3300 |
кг/м2.сек, X fbtx ПРИ этом |
составило |
0,21 - |
0,22, |
что обеспечило бескризисный |
режим работы |
реактора.
В области ухудшенной теплоотдачи достаточно апроби рованных зависимостей по расчету коэффициента теплоот дачи пока нет. Известная зависимость Л.С.Белокопытова
как показывают расчеты, дает заниженное значение коэффи циента теплоотдачи. З.Л.Миропольским [ w ] была предло жена другая зависимость:
,4 8 |
о,в |
р " |
0,8 |
|
|
|
Nu = 0,033Ре Ргсг |
ас + ~р> ^ ~ х) / |
(8.65) |
где
//d-d
М и = -та |
R e11 - ^ |
А |
S 1' |
- эмпирический коэффициент,
%
?- <-0.1
Врасчетной практике при определении коэффициента теплоотдачи в зоне ухудшенного теплообмена часто ис пользуют зависимости для однофазного потока.
Глава 9
ТЕПЛООБМЕН ПРИ КОНДЕНСАЦИЙ ПАРОВ § 51. Основные положения
Конде!"ация представляет собой процесс перехода па ра в жидкое состояние, конденсация пара связана с выдр лением тепла фазового превращения, поэтому процесс кон денсации сопровождается теплообменом. Конденсация мо жет происходить как на поверхности теплообмена, темпе ратура которой ниже температуры насыщения, так и объе ме пара. Конденсация в объеме происходит при значитель ном переохлаждении пара относительно температуры насы щения или на холодных частичках, попадающих в объем пара.
Ватомной энергетике обычно приходится иметь дело
сконденсацией пара на охлаждаемых поверхностях тепло обмена: в конденсаторах паровых турбин, в водоопресни тельных установках, в двухконтурных установках с ки пящим реактором и др.
Расчет теплообмена при конденсации пара может по требоваться и при анализе некоторых аварийных состоя ний АЭУ, например для расчета давления в реакторной выгородке при разрыве контура с водяным теплоносите
лем.
Различают два вида конденсации: пленочную и капель ную. В первом случае конденсат образуется в виде сплошной пленки, во втором - в виде отдельных капелек Капельная конденсация происходит в тех случаях, когда конденсат не смачивает поверхность охлаждения, напри мер при наличии на поверхности тонкого слоя масла.
