Гидравлическое сопротивление двухфазных потоков
В отличии от однофазных потоков, потеря давления двухфазных потоков от ускорения:
где хк, хн— конечное и начальное паросодержания.
Местные сопротивления определяются по формуле
DpМ=Dро.м.[1+х(r’/r”-1)], (4.71)
где Dро.м— сопротивление однофазного потока при расходе жидкости, равном расходу двухфазной смеси.
Гидравлическое сопротивление трения гладких труб рассчитывается по формуле
, (4.72)
где x— коэффициент гидравлического сопротивления трения однофазного потока для течения равного количества жидкости; y—коэффициент.
Пример 4.3.1.Определить значение коэффициента теплоотдачи вынужденной конвекции горячей воды с температурой 80°С и давлении 1,0 МПа, движущейся со скоростью 1,5 м/с к стенке круглой трубы внутренним диаметром 50 мм.
Решение. Определим режим течения воды по значению критерия Рейнольдса:
Re = w∙dтр /μ∙υ = 1,5 ∙ 0,05 / 354 ∙ 10-6 ∙ 0,00103 = 2 ∙ 10 5 ,
где μ;υ – динамическая вязкость и удельный объем воды; из / 6/ μ = 354 ∙ 10-6 Па∙с; υ = 0,00103 м3/кг.
Полученное значение больше, чем 104, значит режим течения турбулентный, поэтому коэффициент теплоотдачи определяем через критерий Нуссельта для круглой трубы:
Nu = 0,023 ∙ Re 0,8Pr0,47 = 0,023 ∙ 200 000 0,8∙2,230,47 = 584,66
|
|
|
Pr = 2,23 – число Прантля; λ = 0,667 Вт/(м К) – теплопроводность воды при указанных условиях:
α = Nu ∙ λ / dтр = 584,66 ∙ 0,667 / 0,05 = 7 799,4 Вт/(м2 К).
Задача 4.3.1.Определить значение коэффициента теплоотдачи вынужденной конвекции теплоносителя внутри теплообменной трубки парогенератора Æ14Х1,5, если известно, что теплоноситель движется со скоростью 5,0 м/с и имеет параметры: Р=16,0 МПа; tтн=300°C.
Задача 4.3.2. Используя теоретический материал главы 4 учебного пособия по дисциплине [1], определить для процессов, протекающих в парогенераторе АЭС с ВВЭР:
- массовое паросодержание (х) двухфазной среды, если известно давление воды Р=6,0 МПа и энталипия среды h=2000 кДж/кг;
- объемное паросодержание этой среды ( b);
- скорость скольжения фаз на выходе, если известно: эквивалентный диаметр канала =15 мм; скорость однофазной среды на входе = 2 м/с;
- истинное объемное паросодержание ( j);
- режим кипения (пузырьковый, снарядный или др.).
Задача 4.3.3. Используя теоретический материал главы 4 учебного пособия по дисциплине [1], определить для процессов, протекающих в конденсаторе турбины:
- массовое паросодержание (х) двухфазной среды, если известно давление воды Р= 20 кПа и энталипия среды h= 400 кДж/кг;
- объемное паросодержание этой среды (b );
|
|
|
- скорость скольжения фаз на выходе, если известно: эквивалентный диаметр канала = 40 мм; скорость однофазной среды на входе = 20 м/с;
- истинное объемное паросодержание (j );
Задача 4.3.4. Подобрать насос для подачи воды t=20°С в водонапорную башню высотой, обеспечивающего расход воды 5 кг/с по трубе из углеродистой стали диаметром 50 мм. Определить потребляемую электрическую мощность, если КПД насоса h=0,7. Потерями на всасе пренебречь.
|
Задача 4.3.5. Определить рабочую точку схемы рис. 1. и потребляемую электрическую мощность насоса К20/18 работающего в замкнутоми контуре с водой Р=1 МПа; t=50°С. Трубопроводы из углеродистой стали диаметром 50 мм, гибы крутозамкнутые, Н=10 м; l=5 м.
Задача 4.3.6. Подобрать насос для подачи воды t=20°С расходом 15 л/с на расстояние 2 км по горизонтальному трубопроводу из углеродистой стали диаметром 150 мм. Определить потребляемую электрическую мощность насоса, если КПД его h=0,7. Потерями на всасе пренебречь.
Задача 4.3.7. Определить естественную тягу дымовой трубы высотой 250 м, если при сжигании природного газа температура уходящих газов составляет tух=140°С, а температура окружающего воздуха tокр=-10°С.
Список используемой литературы
|
|
|
1. Бубликов И.А., Кравец С.Б. Основы физико-химических процессов производства тепловой энергии: Учебное пособие / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. – 149 с.
2. Тепловые и атомные электростанции: Справочник/ Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 648 с.
3. Владимиров В.И. Практические задачи по эксплуатации ядерных реакторов. – у-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 304 с.
4. Кириллов П.Л. и др. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы–2-е изд., перераб. и доп.)/ П.Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев, В.П. Бобков; Под общ.ред. П.Л. Кириллова.– М.: Энергоатомиздат, 1990. – 360 с.
5. Рассохин Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций: Учеб. для вузов. 2-е. изд.– М.: Атомиздат, 1980 – 360 с.
6. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980. – 424 с.
7. Насосы АЭС: Справочное пособие/П.Н.Пак, А.Я.Белоусов и др.; под общ. ред. П.Н.Пака. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 328 с
Приложение 1
Условные обозначения
Q – тепловая мощность, тепловой поток, Вт;
G – расход среды, кг/с;
|
|
|
Ср – удельная массовая теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг·К);
V – объем, м3;
υ – удельный объем, м3/кг;
ρ – плотность, кг/м3;
W – скорость потока, м/с;
T – абсолютная температура, К;
t –температура среды, ◦С;
Δt – температурный напоры, ◦С ;
d - диаметр трубы, м;
Ѕ –площадь, м2;
П – смоченный периметр, м;
ν – коэффициент кинематической вязкости, м2/с;
μ – коэффициент динамической вязкости, Па·с;
β – термический коэффициент объемного расширения, ◦С -1;
k– средний для поверхности теплообмена коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);
α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·К);
λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К);
Н, h – энтальпия среды (потока), Дж/кг;
q - удельный тепловой поток, Вт/м2;
j - коэффициент облученности поверхности;
e - приведенный коэффициент теплового излучения системы тел;
Р – давление, Па;
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 705; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!