锐钛钛白粉厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
锐钛钛白粉厂家
热门搜索:
产品介绍
当前位置:首页 > 产品介绍

目前锅炉过热器再热器U型布置流动机理研究

发布时间:2021-07-20 15:34:27 阅读: 来源:锐钛钛白粉厂家
目前锅炉过热器再热器U型布置流动机理研究

锅炉过热器、再热器U型布置流动机理研究

摘要 应用动量守恒原理,建立了U型过热器、再热器的理论模型,获得了包括结构尺寸和流动因子的特征参数M。依据M,U型过热器、再热器流动可分为三种状态,并依据实验数据,提出了U型过热器、再热器流量均布设计的基本原则和提高方向。

关键词 过热器 再热器 流量均布 分支流

符号表

D-直箱直径 f-摩擦系数 F-集箱横截面 Fc-支管截面

H-支管阻力系数 k-动量交换系数 L-集箱长度

M-特征参数 n-孔数 p-集箱内静压 u-支管流速

w-集箱内轴随着塑料再生颗粒行业的发展向速度 wo入口速度 wx任意x点速度

wc-孔出流带出的轴向速度分量

x-轴向坐标 (-流动密度 ((-壁面切应力

上标:*-汇流

1引言

在大型电站锅炉中,过热器、再热器并联管组常使用U布置。这种U型过热器、再热器并联管组的流量偏差,主要来自两方面原因:烟气侧受热偏差和蒸汽侧水动力偏差。相对来说,烟气侧受热偏差受到了研究者的普遍重视,而蒸汽侧的研究却相对较少[1],成为近年来过热器、再热器超温管爆管的主要原因之一。因此,在大型电站锅炉设计中,U型布置的过热器、再热器的操作工况、经济性、安全性等,在很大程度上取决于水动力计算方法的合理性。

在过去的10多年里,过热器、再热器的水动力特性正逐渐受到研究者者的重视,已分别研究了分、汇流集箱内的流动机理。显然,进一步的研究应考虑集箱的布置形式。但这方面的研究开始较晚,美国学者Baju-ra做了这方面开创性的工作。然而,Bajura的计算模型过于复杂,计算过程繁琐,必须应用计算机计算。本文引入化工中的类似模型扩展应用于锅炉过热器、再热器U型布置的计算。类似文献,获得了较简单的、便于工程应用的计算结果。

2理论类型

U型布置的过热器、再热器通常有两个集箱组成,如图1所示。因此,理论模型的建立依赖于建立分流、汇流集箱的理论模型。在建立理论模型前,我们先做以下假设:(1)分流、汇流集箱内流体流动是一维、不可压的;(2)集箱是等截面;(3当前)各支管间的间距相等,并且各支管是等截面、等长度的;(4)在分流集箱中,流体在入口处速度最大,在封闭处速度为零;而在汇流集箱中,正好相反。

2.1分流集箱

取如图2所示支管附近微远控制体,并按质量和动量守恒建立方程组。

图2分流集箱微元控制体

(1)质量守恒

(F(=(F((+(dw/dx)dx)+(Fcu

即:u=-FL/Fcn dw/dx (1)

其中,dx=L/n

(2)动量守恒

轴向流体动量增加是轴向各力作用的结果,在微元控制体上,动量平衡:

(F-((+(d(/dx)dx)F(((Ddx=(F((+(dw/dx)dx)2-(F(2+(Fc载荷及位移信号u(c

对圆截面集箱,管壁摩擦力((((=((((2/8),忽略dx的高阶微量,方程简化为:

1/(d(/dx+(/2D(2+2(dw/dx+Fcu/FLu(c=0 (2)

(c表示支管分流带走的流体轴向分量,其大小依赖于管尺寸和支管所处的位置,可大于或小于(,由此(c可表示为:

(c=(k)( (3)

在锅炉设计中,k常称为动量交换系数。

将方程(1)和(3)代入方程(2),动量方程化简为:

1/(d(/dx+(/2D(2+2k(dw/dx=0 (4)

2.2汇流集箱

取如图3所示支管接头附近微元控制体。

图3汇流集箱微元控制体

(1)质量守恒

(F*(*=(F*((*+(dw/dx)dx)+(F*cu

令dx=L/n,上式解得:

u=F*L/F(c dw*/dx (5)

(2)动量守恒

轴向流体动量增量是轴向各力作用的结果,在微元控制体上,作用着静压力和壁面摩擦力。按动量守恒可得:

p*F*-(p*+(d(*/dx)dx)F*+(*((D*dx=(F*((*+(dw*/dx)dx)2-(F*(*2+(Fcu(*c

对圆截面多孔管,管壁摩擦力

(*(=(*(((*2/8),忽略dx的高阶微量,方程简化为:

1/(d(*/dx-((*/2D*)2(*+dw*/dx+(Fcn/F*L)u(*c=0 (6)

(c*表示支管分流带走的流体轴向分量,其大小依赖于管尺寸和支管所处的位置,可大于或小于(,由此(c*可表示为:

(*c=(k*)(*(7)

在锅炉设计中,k*常称为动量交换系数。

将方程(5)和(7)代入方程(6),动量方程化简为:

1/(d(*/dx-((*/2D*)(*2+2k*(*dw*/dx=0(8)

由方程(1)和方程(5),可得:

(*=(F/F*)(

(3)支管方程

p-p*=H(u2/2 (10)

由方程(4)减去方程(8),可得:

1/( d(p-p*)/dx+1/2[(/D+(*/D*(F/F*)2](2-[2k*(F/F*)k](dw/dx=0 (11)

将方程(1)代入方程(10),得:

p-p*=1/2H(FL/Fcn)2(dw/dx)2n(12)

引入无量纲变量:

P=p/((20,W=(/(0,U=u/(0,X=(/L

代入方程(11)和(12),可得无量钢方程组:

1/( d(p-p*)/dx+1/2[(/D+(*/D*(F/F*)2]W2-[2k*(F/F*)k]WdW/dX=0 (13)

p-p*=1/2H(F/Fcn)2(dW/dX)2 (14)

3方程组的求稳

对锅炉过热器、再热器集箱,集箱长度相等集箱直径并不大,其摩擦作用相对于动量作用很小,所以,忽略摩擦项不会产生明显的误差。因此,方程(13)化为:

d(p-p*)/dX-[2k*(F/F*)k]WdW/Dx=0 (15)

把方程(14)代入方程(15),我们可获得两个常微分方程:

d2W/dX2-M2W=0 (16)

dW/Dx=0 (16a)

其中

M2=2k/H[k*/k(F/F*)](Fcn/F)2

方程(16a)表示过热器、再热器内无流体流动。方程(16)的解依赖于M2的符号。U型过热器、再热器的边界条件为:

在X=0时,W=1;在X=1时,W=0.

按M2的不同,我们可得到以下三种流动状况:

(1)M2 0,或k*/k(F/F*)2

方程(16)的解为:

W=C1eMX+C2e-MX

代入边界条件,可确定积分常数C1和C2。由此,我们可获得方程的特解:

W=em(1-x)-e-m(1-x)/em-e-m=shM(1-X)/shM (17)

将方程(17)代入方程(9),可得:

W*=(F/F*)W=(F/F*)shM(1-X)/shM (18)

考虑方程(4)和(8),在忽略摩擦项后,从0到X积分,可得:

P-P0=k[1-sh2M(1-X)/sh2](19)

P*-P*0=k*(F/F*)[1-sh2M(1-X)/sh2] (20)

p-p*=H/2(F/nFc)2M2ch2(1-X)/sh2M

=k[k*/k(F/F*)]ch2(1- X)/sh2M (21)

(2)m2=0,或k*/k(F/F*)2=1

在此情况下,方程(16)化简为:

d2W/dX2=0 (22)

从0到X积分上述方程,方程为通释为:

W=1-X (23)

应用上述的边界条件,分流和汇流集箱的速度分布为:

W*=F/F*(1-X) (24)

代入动量方程(4)和(8),在忽略摩擦项后,从0到X积分,我们可得分流、汇流集箱的静压分布:

P-P0=p*0=kX(2-X) (25)

将方程(23)代入方程(14),可得:

p-p*=H/2(F/nFc)2 (26)

(3)M2 0,或k*/k(F/F*)2 1

令M12=-M2,解方程(16),分流和汇流集箱的速度分布为:

W=sinM1(1-X)/sinM1 (27)

W*=(F/F*)W=W*=F/F*sinM1(1-X)/sinM1 (2烫金材料:烫金材料、镭射膜、电化铝烫金纸、烫金膜、丈量数据和粉末表征被存档和分析烫印膜、烫印箔、烫印箔、色箔;8)

将方程(27)和(28)代入方程(4)和(8),在忽略摩擦项后,从0到X积分,分别得到分流和汇流集箱的静压分布:

p

湖北十堰校园砍人凶手曾4次求老师让女儿报名
金哨陆俊今晨减刑出狱或从事商业活动
《一步之遥》:姜文成麦霸文章首复出