余热锅炉引起汽水分层的因素

  2022-05-26  郑锅集团   

分层是在水速和汽速都很低的条件下产生的。 除此以外， 还与压力、 质量含汽率 x、 管子内径、 热负荷 q 有关。

(1)流速的影响

在蒸发管内水连续汽化， 各个管截面处的两相混合物的流速也随之而变化， 很难用混合物的实际流速来表示流速的大小。 人们常用“质量流速” 来表示通常的“流速” 大小。 其定义是： 单位截面上单位时间内流过的质量， 单位为 kg/sm 2 。 对管子而言， 管径不变则其流通截面不变。 根据质量不灭定律， 管内流体的质量也不变， 所以管子各个截面处的质量流速都是相同的数值， 使用起来十分方便。 可以用入口处的质量流速来表示整根管子的流速。 用 G（kg/s） 表示质量流量， f表示面积， 整理后得到： （所谓质量流速即“密流”。）

质量流速 = G/F = 1/fpv = pw0

式中， p－入口处水的密度；w 0 －入口处水的流速， 此流速又称为“循环流速”， 是常用的参数。当管径、 压力、 质量含汽率都不变的条件下， 两相流的流型随质量流速pw 0 的变化而改变。质量流速低时， 流型是分层流。 若质量流速增大， 流型会转为塞状流、 泡状流。 这是因为流速高， 动能大， 扰动强， 水流可以带汽泡一同流动。 汽泡垂直上升的运动被高速水流阻碍，不能集中到管子上部， 分层流就被破坏了 。 国外学者根据试验结果得出了 一些数据， 说明质量流速与分层流的关系。

（2） 压力的影响（饱和压力与饱和温度一一对应， 压力增加， 温度必然增加。）

压力对分层流的影响是比较复杂的， 以压力增高为例进行分析， 压力增高有两方面不同的效果， 一方面是水的表面张力减小， 汽泡直径小， 从水中上升的阻力变小， 有利于分层。另一方面是汽与水的密度差变小， 即重力影响减小（浮升力减小）， 不利于分层。 根据试验结果， 显示了压力的双重作用， 随着压力增加， 容易出现分层流， 对应的质量流速也增大， 当压力达到 12MPa 后。 随着压力增加，分层流的范围减小， 对应的质量流速又减小。

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