Гидродинамическая устойчивость в горизонтальных парообразующих трубах.

Определяющим фактором влияющим на гидравлическую характеристику парообразующих труб является температура жидкости на входе в трубы. Она может быть равной и близкой к температуре насыщения при давлении на входе в трубы или существенно меньше этой температуры . При подаче в трубу воды, недогретой до кипения парообразование начинается не с самого входа, а на некотором расстоянии от него. Вся длинна трубы делится на два участка экономайзерный и парообразующий, длина этих участков зависит от соотношения расходов теплоты и воды. Увеличение расхода воды при неизменном обогреве трубы приводит к увеличению длины экономайзерного участка и уменьшению парообразующего участка следовательно уменьшение количества пара выдаваемого обогрев. трубой.

- это уравнение гидравлической характеристики парообразующей трубы при . , т.е. при наличии экономайзерного участка.

В первом случае характеристика не имеет экстремумов и общих точек с горизонтальной кривой (кривая 1), она однозначна. Во втором случае характеристика имеет точку перегиба и два экстремума, она многозначна одному значению периода, отвечают три разных расхода. Неоднозначность гидравлической характеристики вызывается тем, что при неизменном обогреве трубы несмотря на увеличение расхода недогретой до кипения воды объемная скорость смеси не возрастает, а падает. Снижение скорости длится до тех пор пока с увеличением расхода недогретой до кипения воды существует парообразующий участок. После прекращения парообразования дальнейшее увеличение расхода воды вызывает уже пропорциональное увеличение скорости по всей длине трубы. В соответствии с изменением скорости изменяется и гидравлическое сопротивление экономайзерного участка не дает сопротивление парообразующего участка . Нестабильность гидравлической характеристики означает нетолько различные расходы через отдельные параллельно работающие трубы объединенные общими коллекторами. С повышением давления характеристика превращается в более стабильную, чем больше недогрев до кипения поступающей на вход воды, тем менее стабильна характеристика, однако повышение входной температуры может привести к пережогу труб. Прямоточные котлы выполняются с некипящим экономайзером нестабильную характеристику можно преобразовать в стабильную, если на экономайзерном участке в гидравлическую систему ввести дополнительное сопротивление изменяющееся с расходом среды по закону параболы. Суммированием исходной и дополнительной характеристик получают стабильную характеристику.

Увеличение гидравлического сопротивления на экономайзерном участке достигается двумя способами:

1. Увеличение сопротивления рассредоточенного в дроссельных шайбах.

2. Увеличение сопротивления рассредоточенного на значительной длине труб – ступенчатом витке.

Дроссельные шайбы создают перепад давлений пропорциональный квадрату расхода проходящей через них однофазной среды шайбы устанавливала на входе в парообразующие трубы имеющие экономайзерный участок.

Ступенчатый виток. Необходимую степень дросселирования потока для получения стабильной гидравлической характеристики достигают так же повышением гидравлического сопротивления змеевиков самого экономайзера. С этой целью трубы экономайзера выполняют меньшего диаметра, чем парообразующие трубы образуя ступенчатый виток.

Вопрос № 223