汽泡式热水自然循环供热系统动力计算

1、内容简介本文介绍了汽泡式热水自然循环供热系统循环压头的一种计算方法。由于计算工作量大，对循环压头进行笔算几乎是不可能的，必须借助于电脑；同时为了进行最佳工况的选择，只计算出一个结果是不够的。因此，必须用大量篇幅将常用的工况范围，工作压力自10200kPa,管径自Dn20150mm，热水流量自048000kg/h的计算结果列于图表中以便查用。由于水平有限，书中不妥之处，望批评指正。多谢！编者某年某月-只)S=Hg-(=)AP=AP町+AIL+*g叫乂呼的己r一大口局部阻力系数；入口饱和水密度，为kg/m3;wr人口流速刖m/s,按下式计算:G口3600p；GG一式付与4G循环水流量，G为kg/h

2、;d出口立管管子内径，d为m;APcj一创口局部阻力，A摩Pa,按下式计算:1+XCE-出口局部阻力系数； 出口饱和水密度，为kg/m3; 出口饱和蒸汽密度，为kg/m3;Xc-出口重量含汽率，Xc是指G公斤水流量中蒸汽占有的重量份额，用下式表式：Dc一出口蒸汽流量，Dc为kg/h;L，：wc出口流速，咖m/s,按下式计算:c3600p；APmc沿程摩擦阻力，APm中Pa,按下式计算:4°H曦di)APm单位沿程摩阻，APmJPa/m,按下式计算:入一一单相流体摩插阻力系数;当Rec2320:64当Re>2320:025k当量粗糙度，k为m;R雷诺数，按下式计算：0管段中的流速

3、，必m/s,按下式计算:(16)Go3600pr管段中饱和水的密度口为kg/m3;运动粘度口为m2/s,按下式计算:M- 管段中饱和水的动力粘度为Pa/s;X管段中重量含汽率，按下式计算：D管段中蒸汽流量，D为kg/h；APzw3、汽水混合物的密度和空隙率汽水混合物在垂直管中做上升流动时，在管子截面上蒸汽占有一部分截面，水占有另一部分截面。由于蒸汽比水轻，所以蒸汽比水流得快。只要知道蒸汽占有流通截面的份额就可以求出汽水混合物的密度，也叫做空隙率，汽水混合物的密度可由下式求出：p=+11-q)'pf式中：汽水混合物的空隙率。空隙率目前还不能用分析的方法求出，仅可根据用试验数据整理出的规律

4、来决定它。利用马蒂内里纳尔逊（MartinelliNelson）关联式（MN关联式）可以求得，即式中：Rv空隙率；Xtt（MN）参数，按下式计算:管段中饱和水蒸汽的动力粘度，口为PaS在前苏联锅炉机组水力计算标准方法中（下称标准方法），按式（23）的形式求取空隙率，即式中：C比例系数，决定于压力和两相混合物的平均流速（由标准方法中决定垂直上升管的C值曲线图查取）；容积含汽率，不考虑蒸汽于水之间相对流速，即假定蒸汽与水以相同的速度流动，此时汽水混合物中的含汽率将为蒸汽容积流量与蒸汽和水的混合物总容积流量之比，如下式：V-蒸汽容积流量，V"为m3/h;V汽水混合物总容积流量，V为m3/h

5、0汽水混合物的平均流速也是在不考虑蒸汽与水之间的相对流速的情况下用下式求出：4360叩式中：一-汽水混合物白平均流速,为m/so对于汽水混合物的平均流速等于或大于3m/s,容积含汽率等于或大于0?9时，按以上两种方法的计算结果是一致的，标准方法偏于安全。空隙率Rv和空隙率的关系式如下：式中：-安全系数,怖数值上等于将式(23)代入式(26)则(2T)表1是按MN关联式求得的空隙率Rv与按标准方法曲线图中查得的比例系数C值的比较表，结果表明两者在数值上基本一致，误差很小。森工c域与值比依0FC0.90.920.950*JLr酬CRr曷赛中cAt卡建C1GV的*tft电瞬*e巾0谪1由5*Sitt

6、>atIE”加中聃GL3曼：:1由范。Sft02»Wl二%R90fl.712.3«®*0。2.44M41Q值也91T23Q科电而工;e尔fl31«防，9STfrQN*F1$W熊。就1S电投<Hl1$d物心ft*51；的M曼1fl3.51：。a.QSSQl94V3140.43«.I>iT。5tDiJ。X4140Q.”：Q型；20根据标准方法比例系数C值在平均流速小于3m/s,容积含汽率小于或等于0.9时，可以近似地用下式表示：C-A1.1+©式中：A温度(或压力)系数，A值可用下式示出:令B= 0.9,=3 m/s按式

7、（21）、（27）、（29）、可以求得我们需要的压力下的A 值，见表2表 ZPIG)1 417KO1 0 51当平均流速/m/s,容积含汽率B> 0.9时，比例系数C按式（27）计算;当平均流速 <3m/s,容积含汽率B> 0.9时，先按下式求修正容积含汽率3 (d(p>p-n-p占! J式中：< B >>正容积含汽率。若修正后的容积含汽率价>0.9那么再用修正后的容积含汽率伊按式（27） 计算比例系数C;若修正后的容积含汽率价<0.9,那么用修正后的容积含汽率伊按式（31）计 算修正平均流速，再用修正后的平均流速按式（28）去计算比例系数

8、C ;»=3-25-0.9-(p>'式中：修正平均流速,< >为m/s。当平均流速>3 m/s,容积含汽率B&0.酎,令平均流速3=3 m/s按式(28)计算比例系数C;当管内径d >0.03m时，在计算比例系数C之前，按式（25）计算的混合物流速 应乘以改正系数£：e= /O 03/d(32：4、循环压头的计算步骤首先可以设定水套加热炉的工作压力、循环水量、出口立管的直径和高度做为已知条件。由于沿着出口立管的高度，工质自汽化蒸汽量的变化梯度受工质自身逐渐变小的密度和逐渐变大的沿程摩阻的影响是不均匀的，因此不能简单的取平均值，需要从出口立管的入口开始逐段计算：对于入口按式（5）计算入口压降；对于管段，先确定一个极小压降去求出对应这个极小压降的工质平均密度和单位沿程摩阻，再求出对应这个极小压降的管长。工质的平均密度由式（20）计算，单位沿程摩阻由式（11）计算,再由下式计算本段管长：C S5>APPg+AP.h对应极小压降的管长，h为m;P极小压降，P为Pa。计算出第一段管长后，就可以依次计算以后各段管长，直到累计管长大于已知的高度为止。在最后一段的参数中，利用插入法求得恰好等于给定的高度时的参数。最后由式（8）计算出口压降，累计所有的压降即为出口立管的总压降，根据