电厂锅炉原理ppt第10章锅炉水动力学.ppt

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第十章锅炉水动力特性
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1. 管内汽液两相的流动结构-垂直管
第一节汽液两相的流动结构和传热
单相水
泡状
弹状
柱状
雾状
液体
对流换热
过冷
饱和核态
饱和核态
准单相汽
水膜环状
蒸发表面内移
含汽率较小
蒸汽呈细小汽泡
含汽率增大
汽泡合并成弹状
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1. 管内汽液两相的流动结构-水平管
流速减小→不对称性增加→分层流动
上部与蒸汽接触→过热损坏
汽水分层交界面→疲劳损坏
管子倾角应大于30(防止分层)
第一节汽液两相的流动结构和传热
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2. 影响汽液两相流动结构的因素
第二节汽液两相的流动结构
p↑
●压力
σ↓
弹状流消失
泡状
柱状
P>10MPa
●含汽率(x)
与p的影响相关
X↑→
泡状
柱状
正常自然循环 X=~
泡状
●混合物流速
wm↑
柱状
雾状
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3. 管内汽液两相速度分布
垂直上升管
气泡速度>水速
气泡弥散
垂直下降管
气泡速度<水速
气泡停滞
气泡趋向中心
第一节汽液两相的流动结构和传热
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3. 管内汽液两相速度分布
垂直上升管
气泡移向管中心
垂直下降管
气泡移向管壁
第一节汽液两相的流动结构和传热
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4. 两相传热恶化
第一节汽液两相的流动结构和传热
壁面与连续汽膜之间换热
热负荷↑(大于临界热负荷)
对流放热系数↓↓→壁温↑↑
(1)第一类传热危机-膜态沸腾
汽化核心↑↑→形成连续汽膜
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第一节汽液两相的流动结构和传热
壁面直接与蒸汽之间换热
含汽率↑(大于临界含汽率)
得不到液体的足够冷却
(2)第二类传热危机-蒸干
汽流将贴壁水膜撕裂
或因蒸发水膜消失
对流放热系数↓↓→壁温↑↑
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5. 防止传热恶化措施
第一节汽液两相的流动结构和传热
(1)防止原则
防止产生:自然循环锅炉第一和第二类、直流锅炉第一类
允许发生(防止壁温超过允许值):直流锅炉的第二类
(2)防止措施
足够的质量流速
受热面热负荷均匀燃烧器布置+小功率燃烧器
破坏汽膜边界层
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内螺纹管
第一节汽液两相的流动结构和传热
(2)防止措施