锅炉原理备课笔记

1、锅炉原理备课笔记12第十二章自然循环和蒸发受热面12-1自然循环的基本概念汽包、水冷壁和蒸发管束1蒸发受热面定义：吸收火焰或烟气的热量而使水产生蒸汽的受热面称为蒸发受热面。2蒸发管束概念：蒸发管束的全称为锅炉对流蒸发管束，它在锅炉里面，吸收对流热量（用对流的方法吸热），是蒸发管束。一般称呼锅炉对流蒸发管束的时候，经常叫做锅炉管束、对流管束、蒸发管束、对流蒸发管束等。锅炉对流蒸发管束用于压力低、容量小的锅炉，这里指的是低压（出口蒸汽压力不到39kg/cm2）锅炉，容量常常是每小时几吨，十几吨，一、二十吨的锅炉。因为这时候水的汽化潜热大,光靠炉膛吸热不够，用锅炉对流蒸发管束来弥补一下蒸发吸热的不足

2、。锅炉对流蒸发管束的数量很大，一般有几百根，上面和汽包连接，下面和水包连接。3回路：包括吸热的上升管和不吸热的下降管，两个管子的上下端分别和汽包与下联箱连接的水流动的封闭的线路叫循环回路。回路分为简单回路和复杂回路，一个下降管连接一个上升管管屏的叫做简单回路；一个（或几个）下降管连接几个上受热或结构不同的升管管屏的叫做复杂回路。4汽包的作用：（1）把很多管子（上升管或汽水导管、下降管）连接在一起；（2）汽水分离；（3）贮存大量的汽和水，在负荷发生变化的时候，起到稳定汽压的作用。自然循环原理运动压头：自然循环回路的循环推动力叫做循环运动压头，等于回路各部分的总压头。计算公式： （12-1）运动压

3、头的三要素：饱和汽和饱和水的密度、上升管中的含汽率、循环回路的高度。有效压头：运动压头减去上升管侧阻力是有效压头，在数值上等于下降管侧阻力。计算公式： （12-3）有效压头和下降管阻力不是一个概念，有效压头是流动的动力；下降管阻力是流动阻力，两者只是在数量上相等。12-2汽水混合物的流型和传热管中汽水两相流的流型1管中汽水两相流的流型：单相水、汽泡状流、弹状流、环状流、环状带液滴流、液雾流、单相汽。讲解清楚各个流型的具体形状。2在自然循环锅炉的水冷壁中，最多是弹状流。3传热区域：液体对流传热、过冷沸腾、饱和核态沸腾、强制水膜对流传热、含水不足、蒸汽对流传热。管中汽水两相流的传热传热恶化的定义：

4、管内放热系数突然减少，管壁温度突然升高的现象。两类传热恶化（1）由于受热增强，汽泡产生的速度超过汽泡脱离的速度，在金属管壁与水之间形成一层汽泡，把水和管壁隔开，即由核态沸腾变成膜态沸腾，管壁温度突然升高的现象叫第类传热恶化。关键参数为热负荷。（2），管壁上的水膜被蒸干，管壁温度突然升高的现象叫第类传热恶化。关键参数为含汽率。3在自然循环锅炉中一般没有传热恶化，只是亚临界压力的锅炉中，防止传热恶化的余地不很大了（解释这句话）。在直流锅炉中一定要发生第二类传热恶化的，因为在水冷壁管子的出口处，所有的水一定要被蒸干的。12-3两相流体的基本参数两相流体的特性参数可以分成两类：第一类是可以根据物质平衡

5、或热量平衡计算出来的参数，叫做流量参数；第二类是流体的真实参数，不能计算所得，只能测量叫做真实流体特性参数。流量参数质量流速：单位时间内流经单位流通截面的工质质量称质量流速。计算公式为： （12-4）这个参数的表示为两个字母相乘，确实是密度速度。一般用来衡量管子的安全。例如屏式过热器的质量流速至少要1500kg/(m2s)，否则不安全。2循环流速：水在饱和温度下按上升管入口截面计算的水流速称循环流速。计算公式为： （12-5）这个参数是一个水循环的安全性指标。有两个要点：一个是计算时水的密度必须是当时当地压力下饱和水的密度；另一个是一定要按照上升管入口截面来计算。这个速度过小，会堵塞上升管；也

6、会使管子过热。3折算流速：（1）假定流过的蒸汽占有全部管子截面时计算所得的蒸汽速度称为该截面的蒸汽折算流速。（2）假定流过的水占有全部管子截面的时候计算所得水流速度称为该截面水的折算流速。计算公式： （12-6） （12-8）蒸汽折算流速和水的折算流速一般就用在公式的推导上。4质量含汽率：流过蒸汽的质量流量与工质总质量流量之比。计算公式： （12-10）质量含汽率的平均值： （12-12）5混合物流速：流经管子截面的混合物容积。这个流速是假定蒸汽和水的真实流速没有差别的情况下的流速，是不真实的，是一个计算值。积含汽率：流经管子某一截面的蒸汽容积流量与混合物的总容积流量之比。计算公式： （12-

7、18）7推导公式： （12-19）真实流动特性参数1截面含汽率：在某一截面上蒸汽所占截面的分额。这个参数是真实的，只能通过测量得到，不能通过计算得到。用图12-5计算截面含汽率。汽的真实流速，考虑了蒸汽和水的流速的差异，没有多大的用途。汽水混合物的真实密度，同样考虑了蒸汽和水的流速的差异，也没有多大的用途。12-4流体的流动阻力一单相流体的流动阻力单相流体的摩擦阻力 和流体力学讲解的一样，公式相同。在锅炉中单相流体都是粗糙管，都处于阻力平方区（阻力系数只取决于表面粗糙毒而与雷诺数无关）。书上P243有一个图，叫做莫迪图，是计算流体的摩擦阻力用的。单相流体的局部阻力也和流体力学讲解的一样，公式也相同。求单相流体的局部阻力要查有关流体力学的书。两相流体的流动阻力 这里的两相流体指汽液两相流体。两相流体的摩擦阻力是对单相流体的摩擦阻力的公式修正一下。计算公式： （12-32）两相流体的局部阻力也是对单相流体的摩擦阻力的公式修正一下。计算公式： （12-35）这里应当说明的是计算两相流体的局部阻力的时候，查的