關(guān)于熱水鍋爐氣體邊界層的假設(shè)

①理想氣體，只有氣相沒(méi)有液相;②氣體邊界層為層流活動(dòng);③汽液相界面無(wú)滑移;④連續(xù)介質(zhì)，即氣體邊界層內(nèi)無(wú)液滴;⑤無(wú)過(guò)冷度，即汽液相界面溫度等于此處的水蒸汽分壓對(duì)應(yīng)的飽和溫度;⑥氣液界面處壓力與氣體邊界層主流區(qū)總壓持平。

熱水鍋爐控制方程

管制外的冷凝傳熱問(wèn)題包含相變傳熱和對(duì)流換熱，對(duì)流傳熱問(wèn)題描述的微分方程包含質(zhì)量守恒方程(連續(xù)性方程)、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程。計(jì)算熱水鍋爐管外冷凝換熱系數(shù)的方法有直接計(jì)算法和間接計(jì)算法，用直接計(jì)算公式計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)的差錯(cuò)大多在10%左右，醉大不超越15%，賓館熱水鍋爐，當(dāng)計(jì)算精度要求不高或者試驗(yàn)參數(shù)缺乏的情況下可選用直接計(jì)算公式。

熱水鍋爐

一般情況下間接計(jì)算法的準(zhǔn)確性優(yōu)于直接計(jì)算法，當(dāng)計(jì)算精度要求較高時(shí)宜選用間接計(jì)算法。間接計(jì)算法中，Gnielinski公式可以應(yīng)用于流體層流到湍流的過(guò)渡區(qū)計(jì)算，是現(xiàn)在計(jì)算準(zhǔn)確度較高的公式，大多數(shù)熱水鍋爐試驗(yàn)與公式預(yù)測(cè)值的誤差在士10%以內(nèi)。

進(jìn)步熱水鍋爐單管管外冷凝換熱系數(shù)首要環(huán)繞減小冷凝液膜熱阻來(lái)展開(kāi)，具體的方法有:盡可能多的進(jìn)步珠狀凝聚，削減膜狀凝聚，選用離子注入管，鍍層管等;削減不凝性氣體;迅速排出冷凝液體，熱水鍋爐選用高功能管，翅片管等。真空鍋爐內(nèi)部為負(fù)壓狀況，內(nèi)部的不凝性氣體根本沒(méi)有。離子注入管不管從使用壽命、安全環(huán)保視點(diǎn)還是換熱功能視點(diǎn)考慮都優(yōu)于其他珠狀凝聚換熱管。

熱水鍋爐

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熱水鍋爐內(nèi)部蒸汽壓力與工質(zhì)飽滿溫度相互相關(guān)。分體式真空鍋爐下鍋筒、上鍋筒的“蒸發(fā)–冷凝”體系中，上鍋筒蒸汽空間壓強(qiáng)是工質(zhì)汽化量與蒸汽冷凝量到達(dá)平衡時(shí)的壓力，一起也決議了鍋筒內(nèi)工質(zhì)的飽滿溫度。任何引起蒸汽空間壓力動(dòng)搖的要素，都會(huì)對(duì)整個(gè)鍋爐的換熱、活動(dòng)發(fā)生影響。例如在熱水鍋爐下鍋筒頂部上升管進(jìn)口區(qū)域存在的蒸汽周期性地集合、上升現(xiàn)象，必定導(dǎo)致蒸汽空間壓力變動(dòng)，從而引發(fā)工質(zhì)內(nèi)飽滿溫度變化，工質(zhì)汽化質(zhì)變化，進(jìn)而引起整個(gè)鍋筒內(nèi)的流場(chǎng)動(dòng)搖。一起，在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)真空泵調(diào)理鍋筒內(nèi)部蒸汽壓力，雖然在短時(shí)間內(nèi)完成了工況穩(wěn)定，但真空泵抽吸蒸汽帶走了部分熱量，也沒(méi)有從本質(zhì)上消除導(dǎo)致壓力動(dòng)搖的原因，因而是對(duì)分體式真空鍋爐長(zhǎng)期穩(wěn)定作業(yè)的晦氣攪擾。

熱水鍋爐

過(guò)冷歡騰的影響。下鍋筒內(nèi)部的工質(zhì)吸收蒸發(fā)管束熱量，由欠飽滿狀態(tài)逐漸進(jìn)入飽滿狀態(tài)。在此過(guò)程中，與管壁面相觸摸的工質(zhì)醉先飽滿甚至過(guò)熱，由于汽泡周圍流體溫度未到達(dá)飽滿溫度，產(chǎn)生的少數(shù)氣泡脫離壁面后不久便會(huì)消失。但當(dāng)熱水鍋爐上鍋筒蒸汽空間壓力由于某種要素影響突然減小時(shí)，工質(zhì)對(duì)應(yīng)的飽滿溫度下降，賓館熱水鍋爐，下鍋筒內(nèi)蒸汽含量會(huì)在短時(shí)間內(nèi)敏捷增加，發(fā)生的大量氣泡便會(huì)集合于熱水鍋爐鍋筒頂部上升管進(jìn)口區(qū)域，形成汽塞，嚴(yán)峻擾亂整個(gè)流場(chǎng)。

熱水鍋爐

跟著冷凝的進(jìn)一步進(jìn)行，當(dāng)冷凝液積聚到必定程度時(shí)，在重力的效果下部分冷凝液脫離管壁下落至坐落其下方的換熱管上。坐落上方的換熱管外的冷凝液膜層被打破，集合在液膜外的氣體邊界層也隨之損壞，跟著熱水鍋爐冷凝的進(jìn)行又重新構(gòu)成液膜層和氣體邊界層。因而，不管是液膜層仍是氣體邊界層都處于集合·打破的循環(huán)往復(fù)中。另外，熱水鍋爐，坐落下方的換熱管受到上方換熱管的下落的遷移凝液的沖擊，熱水鍋爐管外的液膜層和氣體邊界層相同被損壞，打亂液膜層的流動(dòng)，乃至形成液體飛濺等現(xiàn)象，然后又影響坐落其下方的換熱管外冷凝。冷凝液下落與蒸汽上升又呈逆流的方式，相互影響，這對(duì)于換熱來(lái)說(shuō)是很晦氣的。

綜上所述，熱水鍋爐內(nèi)的管制冷凝換熱適當(dāng)雜亂，單從理論分析上無(wú)法知道實(shí)踐中管制效應(yīng)在微觀上整體的表現(xiàn)方式，因而我們需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬來(lái)進(jìn)一步研究管制換熱機(jī)理。

實(shí)踐情況很雜亂、核算繁復(fù)，樹(shù)立模型時(shí)需對(duì)實(shí)踐條件進(jìn)行必定程度的簡(jiǎn)化。因而，本次測(cè)試不觸及熱水鍋爐蒸汽冷凝進(jìn)程，只在管壁外設(shè)置冷凝液膜層與不凝性氣體邊界層，賓館熱水鍋爐，將模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，在管壁樹(shù)立冷凝液膜層和氣體邊界層。冷凝液膜層因受重力的影響，在圓管壁外出現(xiàn)上薄下厚的現(xiàn)象;氣體受重力的影響小，因而假設(shè)氣膜層均勻分布于冷凝液膜周圍。

熱水鍋爐

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