Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов
Рассмотрена задача самовозбуждения автоколебаний в парообразующем витке прямоточного парогенератора. Установлены причины образования и возможности устранения неустойчивой нисходящей ветви на зависимости гидропотерь от расхода. Используя напорную характеристику теплоподвода витка канала парообразован...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60586 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов / Б.И. Басок, В.В. Гоцуленко // Промышленная теплотехника. — 2010. — Т. 32, № 4. — С. 33-42. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860220130162638848 |
|---|---|
| author | Басок, Б.И. Гоцуленко, В.В. |
| author_facet | Басок, Б.И. Гоцуленко, В.В. |
| citation_txt | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов / Б.И. Басок, В.В. Гоцуленко // Промышленная теплотехника. — 2010. — Т. 32, № 4. — С. 33-42. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Рассмотрена задача самовозбуждения автоколебаний в парообразующем витке прямоточного парогенератора. Установлены причины образования и возможности устранения неустойчивой нисходящей ветви на зависимости гидропотерь от расхода. Используя напорную характеристику теплоподвода витка канала парообразования, определяются и исследуются свойства автоколебаний при парообразовании.
Розглянуто задачу самозбудження автоколивань у пароутворюючому витку прямоточного парогенератора. Встановленo причини утворення та можливості усунення нестійкої спадаючої гілки на залежності гідровтрат від витрати. Використовуючи напірну характеристику теплопідводу витка каналa пароутворення, визначаються і досліджуються властивості автоколивань при пароутворенні.
The problem of self-excitation of self-oscillations in a coil of a direct-flow steam and gas generator is considered. The reasons of occurrence and opportunity of elimination of a unstable descending branch are established on dependences of hydrolosses on the charge. Using the pressure head characteristic of a supply of heat of a coil of the channel of steam formation, properties of self-oscillations are defined and investigated at steam formation.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:18:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №4 33
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
УДК 621.184.2
Басок Б.И., Гоцуленко В.В.
Институт технической теплофизики НАН Украины
ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
В МОДЕЛЯХ ЭЛЕМЕНТОВ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ
Розглянуто задачу самозбуд-
ження автоколивань у пароутво-
рюючому витку прямоточного
парогенератора. Встановленo при-
чини утворення та можливості усу-
нення нестійкої спадаючої гілки
на залежності гідровтрат від вит-
рати. Використовуючи напірну
характеристику теплопідводу вит-
ка каналa пароутворення, визна-
чаються і досліджуються власти-
вості автоколивань при пароут-
воренні.
Рассмотрена задача самовоз-
буждения автоколебаний в парооб-
разующем витке прямоточного
парогенератора. Установлены при-
чины образования и возможности
устранения неустойчивой нисхо-
дящей ветви на зависимости ги-
дропотерь от расхода. Используя
напорную характеристику тепло-
подвода витка канала парообразо-
вания, определяются и исследуются
свойства автоколебаний при пароо-
бразовании.
The problem of self-excitation of
self-oscillations in a coil of a direct-flow
steam and gas generator is considered.
The reasons of occurrence and
opportunity of elimination of a unstable
descending branch are established
on dependences of hydrolosses on
the charge. Using the pressure head
characteristic of a supply of heat of a
coil of the channel of steam formation,
properties of self-oscillations are
defined and investigated at steam
formation.
La – акустическая масса витка канала парооб-
разования;
Са – акустическая гибкость витка канала
парообразования;
Р – давление;
G – массовый расход среды;
hT(G) – тепловое сопротивление;
hΣ(G) – суммарные гидравлические потери;
Z – волновое сопротивление витка канала па-
рообразования;
τ – время запаздывания.
Индексы верхние:
* – в области перехода ламинарного режима
движения в турбулентный.
Индексы нижние:
t – в зоне подвода теплоты;
ж – жидкость;
п – пар;
см – на испарительном участке;
др – дроссель;
н – на входе;
к – на выходе.
Введение
При определенных условиях в парообра-
зующем витке прямоточного котла возника-
ют автоколебания, амплитуды которых могут
достигать значительных величин, что может
приводить к появлению аварийных ситуаций.
Большинство работ по исследованию этой про-
блемы [1] носит экспериментальный характер
и содержит качественный анализ опытных
данных. Доказано [1], что основную роль в ди-
намике процессов парогенерации играет жид-
костной участок. При исследовании простей-
ших моделей обычно полагается, что тепловой
поток на этом участке постоянен вдоль витка
парогенератора и во времени. Простейшая мо-
дель витка рассмотрена в [1], где введено время
τп запаздывания, необходимое для прираще-
ния теплосодержания воды на величину і' – і0.
Установлено, что пароприход в момент време-
ни t равен расходу воды в момент t – τп, где τп –
время прохождения водой подогреваемого
участка, т.е. Gt = W(t – τ), W – расход воды из кол-
лектора, G – расход образовавшегося пара.
Вторым механизмом автоколебаний являет-
ся появление зоны многозначности на характе-
ристике гидравлических потерь от расхода [2],
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №434
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
т.е. наличие на ней нисходящей ветви.
Таким образом, автоколебания жидкости
при ее парообразовании порождаются механиз-
мами: транспортного запаздывания, запазды-
вания парообразования τп и образования нис-
ходящей ветви на зависимости гидропотерь от
расхода ΔP = f(G). Влияние переменного тепло-
вого потока на линейную устойчивость пароо-
бразования в простейшей модели витка рассмо-
трено в [3].
Постановка задачи
Задачей данной работы является установле-
ние причин образования неустойчивой нисхо-
дящей ветви на зависимости ΔP = f(G), а также
теоретический анализ возможностей ее устра-
нения. Используя напорную характеристику
теплоподвода витка канала парообразования,
определяются и исследуются свойства автоко-
лебаний при парообразовании.
Гидравлические потери по длине на участке
dx нагрева потока жидкости определяется зави-
симостью:
, (1)
где – для турбулентного режима
движения в гидравлически гладких трубах,
Reж = wd/νt – критерий Рейнольдса, νt – коэффи-
циент кинематической вязкости нагреваемой
жидкости до температуры начала ее кипения.
Вторым уравнением, используемым далее,
является соотношение, определяющее массо-
вый расход:
G = ρtwS. (2)
Исключив в зависимости (1) величину ско-
рости w, определяемую из (2), получим следу-
ющее уравнение:
. (3)
Интегрируя (3) определим величину потерь
давления на участке 0 ≤ x ≤ Δl:
(4)
откуда
. (5)
Для участка Δl/d > 50 с начальной темпера-
турой жидкости tж = 20 °С из критериального
уравнения для турбулентного режима движе-
ния [4]:
, (6)
при заданной температуре стенки tст опреде-
ляем критерий Нуссельта Nuжd, а затем коэф-
фициент теплоотдачи . Далее при
заданном массовом расходе жидкости G опре-
деляется количество теплоты Q, переданное
жидкости на участке Δl: Q = πdΔlα(tст- tж), а из
зависимости определяется
температура жидкости , с которой она входит
в следующий участок нагрева. При значении
определяется νt и потери давления по форму-
ле (5) на втором участке нагрева жидкости. По-
сле этого полагаем равной температуре на
предыдущем участке нагрева, и вычисляем по-
тери на этом участке, и т.д. до тех пор, пока
не станет равной температуре кипения жидко-
сти. Суммируя потери ΔРі на всех участках Δlі
и полагая , окончательно получая
зависимость ΔР = f (G).
При ламинарном режиме λ=64/Reж, исполь-
зуя зависимости (1) и (2), по аналогии с турбу-
лентным режимом определяются гидравличе-
ские потери:
. (7)
Из критериального уравнения для ламинарно-
го режима [4]
2
2
dx wdP
d
= −λ ρ
0,25
ж
0,3164
Re
λ =
0,25 1,75
1,75
4,75 0,75
0,3164
2
4
t
t
GdP dx
d
ν
= −
π ρ
0,25 1,75
1,75
04,75 0,75
0,3164
2
4
к
н
p
t
p
t
GdP dx
d
∆ν
= −
π ρ
∫ ∫
l
( )0,25 1,75
1,75
4,75 0,75
0,3164
2
4
t ж
к н
t
t G
p p
d
ν ∆
− =
π ρ
l
0,25
0,8 0,43 ж
ж ж ж
ст
PrNu 0,021 Re Pr
Prd d
= ⋅
ж
жNu d d
λ
α =
( )к нач
в ж жQ c G t t= −
к
жt
к
жt
нач
жt
к
жt
к
жt
( ) i
i
P G P∆ = ∆∑
( )ж
к н 4
128 tG t
P p p
d
⋅ ν ∆
∆ = − =
π
l
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №4 35
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
, (8)
определяется коэффициент теплоотдачи α, за-
тем температура жидкости в конце первого
участка нагрева. Дальнейший расчет проис-
ходит в полной аналогии с турбулентным ре-
жимом. В результате получается зависимость
ΔР = f (G) для ламинарного режима движения
жидкости.
Ниже построена зависимость ΔР = f (G)
(рис. 1), когда диаметр трубы d = 0,05 м, темпе-
ратура воды на входе tж = 20 °С и на начальном
участке режим движения был ламинарным, и
далее с повышением температуры и расхода G
перешел в турбулентный.
0,25
0,33 0,43 0,1 ж
ж ж ж ж
ст
PrNu 0,15 Re Pr Gr
Prd d d
= ⋅
к
жt
Рис. 1. Гидравлические потери ΔР = f (G)
при движении воды на подогревательном
участке витка парообразования.
Согласно рис. 1 на подогревательном
участке, нисходящая ветвь на зависимости
ΔР = f (G) отсутствует и в связи с этим един-
ственным механизмом возбуждения автоко-
лебаний в этом случае является запаздывание
парообразования [1], которое наблюдается со-
вместно с транспортным запаздыванием.
На испарительном участке величина темпе-
ратуры воды остается постоянной, возрастает
скорость потока wсм из-за парообразования, что
порождает тепловое сопротивление процесса.
Тепловое сопротивление испарительного
участка витка парообразования
Теплота q, подводимая к кипящей воде, из-
меняет ее энтальпию при переходе жидкости в
пар. Изменение скорости потока из-за преобра-
зования воды в пар составляет тепловое сопро-
тивление [5,6]
,
обусловленное изменением скорости потока из-
за подвода теплоты, которое является местным
сопротивлением в области парообразования,
что в ранее выполненных работах отсутствует.
( )
22
т 2 1
2
Gh G
S
′ ρ
= − ′ ′′ρ ρ
Рис. 2. Зависимости: а) тепловых потерь
hт(G); б) суммарных потерь hΣ(G).
Зависимость hт(G), приведенная на рис. 2,а,
является монотонно убывающей отрицатель-
ной функцией расхода G. Это приводит к об-
разованию нисходящего участка на зависимо-
сти суммарных потерь hΣ(G) = ΔР(G) + hт(G),
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №436
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
имеющих место в витке прямоточного котла,
что приведено на рис. 2,б.
По аналогии c диффузором, который явля-
ется местным гидравлическим сопротивлени-
ем и содержит потери по длине, участок под-
вода теплоты при наличии парообразования
будем также считать местным гидравлическим
сопротивлением hп(G). Поэтому рассматри-
ваемые потери состоят из теплового сопро-
тивления hт(G) и сопротивления вязкостного
трения hl(G), величину которого полагаем, как
hl(G) = klG
2, ее значение можно определить
экспериментально. Влияние на устойчи-
вость процесса парообразования потерь hl(G)
является стабилизирующим, которое мож-
но определить по соответствующей величине
kl. Таким образом, гидравлические потери на
участке парообразования и перегрева пара со-
стоят из суммы hп(G) = hт(G) + hl(G).
Согласно формулам (5) и (7) зависимость
гидравлических потерь ΔР = f (G) при движе-
нии воды на подогревательном участке витка
парообразования для разных режимов движе-
ния определяется следующим выражением:
(9)
где G* – значение расхода, при котором про-
исходит смена ламинарного режима движения
на турбулентный, т.е. при G > G* выполняет-
ся неравенство Re > 2320, а при G ≤ G* имеет
место Re ≤ 2320. В точке сопряжения имеем
. При расчетах более удобно
пользоваться следующей формулой
ΔР = k1G + k2(G – G*)1,75 ≈ k2G
1,75,
которая лишь немного сглаживает область пе-
рехода ламинарного режима в турбулентный.
Таким образом, окончательно получаем
(10)
где hт(G) = hтG
2, .
Анализ зависимости (10) показывает, что
с сужением области ламинарного режима
нисходящая ветвь на зависимости суммарных
потерь hΣ(G) ослабевает и далее вовсе исчезает.
Нисходящая ветвь на зависимости hΣ(G) появ-
ляется в области перехода ламинарного режима
в турбулентный. При отсутствии области лами-
нарного режима зависимость hΣ(G) является
квадратичной: hΣ(G) ≈ kG2. Если режим в трубе
турбулентный, коэффициент теплоотдачи α
падает вдоль трубы до постоянного значения.
Также падение α наблюдается и при ламинар-
ном режиме, но при его разрушении величи-
на α возрастает, а затем убывает и стремит-
ся к некоторому постоянному значению [7].
Поэтому при турбулентном режиме зависи-
мость ΔР(G) является возрастающей, а неу-
стойчивая ее ветвь образуется при переходе ла-
минарного режима в турбулентный.
Автоколебания в витке
прямоточного котла
Для модели контура витка канала парообра-
зования (рис. 3) получим систему дифференци-
альных уравнений нестационарного движения.
Возможные формы движения воды, как в
горизонтальных, так и вертикальных трубах
парогенератора рассматривались в ряде публи-
каций, например в [2]. Уравнение движения для
массового расхода G в канале независимо от
формы движения потока имеет вид:
, (11)
где La = l/S, l – общая длина канала трубы, S –
площадь ее нормального сечения.
Уравнение сохранения массы в канале
(рис. 3) при нестационарном движении опреде-
ляется как:
,
где M = M1+M2, изменение массы
1
1,75
2
при ,
при ,
k G G G
P
k G G G
∗
∗
≤∆ =
>
{ } 1,75
1 2k G k G ∗ ∗=
2
т 2
1 1 0
2
k
S
′ ρ
= − < ′ ′′ρ ρ
( )
( )
( )
( )
1 т
1,75
1 2
т
при ,
при ,
k G h G G G
h G k G k G G
h G G G
∗
∑ ∗
∗
+ ≤
= + − +
+ >
( )н кa
dGL p p h G
dt ∑= − −
( )п п
dM G t G
dt
= − τ −
( )1 2
d M M
dt
+ =
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №4 37
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
см п
1 2
d dV V
dt dt
ρ ρ
= + , и учитывая, что dpк/dρсм =
= с1
2 и dpк/dρп = с2
2, тогда
, или
, (12)
где акустическая гибкость Са состоит из суммы
Са1 +Са2, Са1= V1/c1
2 – где акустическая гиб-
кость объема V1 парообразования, c1 – скорость
распространения звука в двухфазной среде,
Са2= V2/c2
2, V2 – объем участка трубы с паром,
c2 – скорость распространения звука на этом
участке.
Давление воды в паровом коллекторе
P0* = const, а потери давления на шайбе на вхо-
де в трубу определяются уравнением:
P0*–pн = kш1G
2. (13)
В паровом коллекторе также давление пара
Pп* = const, а расход пара из трубы определяет-
ся зависимостью:
pk = kш2Gп
2 . (14)
Систему уравнений (11) – (14) запишем в сле-
дующей, окончательной для дальнейших по-
строений форме:
(15)
где – напорная ха-
рактеристика обогреваемой трубы парогенера-
( )1 2
k
a a
dpC C
dt
+ =
( )п пG t G= − τ −
( )п п
k
a
dpC G t G
dt
= − τ −
( )
( ) ( )
,
,
a к
k
a п к
dGL F G p
dt
dpC G t p
dt
= −
= − τ −ϕ
( ) ( )2
0 ш1
F G P k G h G∗
∑= − −
( ) ( )
( )
п к
к
k a
a
G t pdp L
dG F G p C
− τ −ϕ
=
−
Рис. 3. Схема модели контура витка канала парообразования.
тора, а обращение функции φ(pк) определяется
зависимостью (14).
Исключив в динамической системе (15) вре-
мя t, получим уравнение интегральных кривых:
, (16)
интегрируя которое совместно с (14) определя-
ется предельный цикл, соответствующий пе-
риодическому автоколебательному решению
системы (15).
Варьируя волновое сопротивление
и запаздывание τп, а также приме-
няя переменное шайбование на входе в виток и
на выходе из него, можно изменить предельный
цикл и соответствующие ему автоколебатель-
ные решения системы (15). С ростом волнового
сопротивления, автоколебания pк(t) стремятся к
релаксационной форме, а соответствующий им
предельный цикл состоит из участков характе-
ристики F(G) (участка медленных движений) и
двух соединяющих их горизонтальных отрез-
ков (участков быстрых движений).
Таким образом, амплитуду релаксационных
автоколебаний можно определить непосред-
ственно по характеристике F(G), не интегри-
руя систему (15). Изменять волновое сопротив-
ление Z можно как варьированием акустиче-
ской гибкости Ca, так и акустической массы La.
С понижением значений Ca повышается часто-
та автоколебаний pк(t) (рис. 4).
При значениях Ca → 0 предельный цикл
исчезает, преобразуясь в устойчивый фокус
(рис. 4,а) даже на неустойчивой восходящей
a aZ L C=
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №438
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
Рис. 4. Характер преобразования автоколебаний pк(t) и соответствующего им
предельного цикла уравнения интегральных кривых (16) при варьировании
акустической гибкости Са(r) = rСа, Са = 10
-5, La = 1,273x103 при:
а) r = 3; б) r = 1/2; в) r = 1/20; г) r = 1/2500; д) r = 1/15000.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №4 39
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
ветви характеристики F(G). С ростом величи-
ны Ca амплитуда автоколебаний pк(t) вначале
растет до некоторой величины, а далее умень-
шается, стремясь к предельному значению со-
ответствующему релаксационным колебаниям
(рис. 4,а) с независящим от дальнейшего уве-
личения акустической гибкости Ca предельным
циклом.
Получить релаксационные автоколеба-
ния pк(t) можно также понижением значений
акустической массы La→ 0 (рис. 5,г). В этом
случае колебания являются низкочастотными
и их частота возрастает с уменьшением La. С
увеличением La предельный цикл релаксаци-
онных автоколебаний pк(t) вначале нарастает
(рис. 5,б), а затем бифурцирует в устойчивый
фокус (рис. 5,а).
Рис. 5. Характер преобразования автоколебаний pк(t) и соответствующего
им предельного цикла уравнения интегральных кривых (16) при варьировании
акустической массы Lа(r) = rLа, Са = 10
-5, La = 1,273x103 при:
а) r = 5000; б) r = 1/2; в) r = 10; г) r = 3; д) r = 1/2.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №440
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
Как отмечалось, в [2] устранить зону мно-
гозначности (в нашей терминологии участок
отрицательного сопротивления – нисходящую
ветвь) на зависимости гидравлических потерь
от расхода, можно применением шайбования
(дросселирования) на входе в виток парогене-
ратора. В [2] приведены экспериментальные
результаты (рис. 2.18, стр. 67) иллюстрирую-
щие нейтрализацию нисходящей ветви и обра-
зование точки перегиба на зависимости гидрав-
лических потерь от расхода при увеличении
сопротивления дросселя. Данная процедура со-
гласно определению напорной характеристики
теплоподвода приво-
дит к нейтрализации ее неустойчивой вос-
ходящей ветви, и тем самым к снижению ам-
плитуды автоколебаний pк(t) (рис. 6). Также на
рис. 6 представлена деформация зависимости
выше полученных теоретическим путем сум-
марных потерь hΣ(G)+kш1G2 (10)
по расходу G с изменением коэффициента
шайбования на входе в виток парогенератора,
приводящая к образованию точки перегиба и
исчезновению зоны многозначности (т.е. нис-
ходящей ветви).
Шайбование можно осуществлять и на
выходе из витка парогенератора. Одна-
ко в этом случае характер динамики дви-
жения усложняется. Это связано с тем,
что с увеличением коэффициента шайбо-
вания kш2 на выходе из витка рабочий ре-
жим смещается в зону малых расходов, что
приводит к следующему изменению предель-
ного цикла и амплитуды соответствующих ему
автоколебаний pк(t) (рис. 7).
Из устойчивого фокуса на падающей вет-
ви F(G) рождается предельный цикл, который
возрастает до определенного значения стацио-
нарного режима (рис. 7,в) и с дальнейшим уве-
личением kш2 уменьшаясь, вовсе исчезает, пре-
образовавшись снова в устойчивый фокус на
падающей ветви F(G) в зоне малых расходов
Рис. 6. Характер деформации суммарных гидравлических потерь hΣ(G)+kш1G2 и
автоколебаний pк(t) с изменением коэффициента kш1 шайбования на входе в виток
парогенератора при: а) kш1 =0; б) kш1= 5x103; в) kш1=10
4; г) kш1= 5 x10
4.
( ) ( )2
0 ш1
F G P k G h G∗
∑= − −
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №4 41
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
Рис. 7. Характер деформации предельного цикла уравнения интегральных
кривых (16) с изменением коэффициента kш2 шайбования на выходе из витка при:
а) kш2=6,205x106; б) kш2=5,287x106; в) kш2=3,284x106; г) kш2=2,558x106; д) kш2=2,477x106 .
(рис. 7,а).
Дальнейший математический анализ дина-
мической системы (15) показывает, что с ро-
стом τп предельный цикл, соответствующий
низкочастотным автоколебаниям pк(t) по фор-
ме близких к гармоническим, вытягивается
вдоль ветвей характеристики F(G), увеличивая
амплитуду автоколебаний pк(t). В этом случае
также уменьшается частота колебаний.
Преобразование низкочастотных релакса-
ционных автоколебаний pк(t), полученных по-
нижением волнового сопротивления с помо-
щью увеличения Ca, и их предельного цикла с
ростом τп осуществляется следующим образом:
с увеличением τп к релаксационному предель-
ному циклу присоединяются участки нисходя-
щих ветвей характеристики F(G), что приводит
к увеличению амплитуды колебаний pк(t) и сни-
жению их частоты.
Характер преобразования высокочастотных
автоколебаний pк(t) близких к гармоническим
и соответствующего им предельного цикла с
увеличением запаздывания τп аналогичен со-
ответствующим перестройкам низкочастотных
колебаний. Однако значения τп в этом случае
отличаются на порядок.
Выводы
1. На участке подогрева жидкости гидрав-
лические потери от расхода монотонно возрас-
тают, а перед вскипанием жидкости действует
механизм запаздывания τп парообразования. В
области парообразования проявляется также
транспортное запаздывание τ.
2. Нисходящая ветвь на зависимости сум-
марных потерь от расхода образуется в области
перехода ламинарного режима в турбулентный
и ее интенсивность пропорциональна длине
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №442
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
участка ламинарного течения. Причем причи-
ной ее образования является нисходящая ветвь
теплового сопротивления hт(G), а образование
восходящей ветви F(G) и ее интенсивность
dF/dG существенно зависят от области лами-
нарного режима в потоке.
3. Используя механизмы запаздывания и
отрицательных сопротивлений, определены
автоколебания, возникающие при парообразо-
вании. Рассмотрены способы управления их
амплитудой: путем шайбования на входе, что
изменяет напорную характеристику теплопод-
вода, шайбованием на выходе из витка паро-
образования, которое позволяет рабочий режим
сместить с неустойчивой области. Установлен
характер деформации автоколебаний как ре-
лаксационных, так и близких к гармоническим,
при варьировании волнового сопротивления
парообразующего витка.
ЛИТЕРАТУРА
1. Морозов И.И. Неустановившееся дви-
жение теплоносителя в обогреваемых трубах
мощных парогенераторов / И.И. Морозов // Ин-
женерно – физический журнал. – 1964. – Т. VII,
№ 4. – С. 51 – 57.
2. Лелеев Н.С. Неустановившееся дви-
жение теплоносителя в обогреваемых трубах
мощных парогенераторов / Лелеев Н.С. – М.:
Энергия, 1978. – 288 с.
3. Морозов И.И. Влияние переменности
теплового потока на устойчивость рабочего
процесса прямоточного парогенератора / И.И.
Морозов // Инженерно – физический журнал. –
1964. – Т. VII, № 4. – С. 51 – 57.
4. Михеев М.А. Основы теплопередачи /
Михеев М.А. – М.: Наука, 1956. – 392 с.
5. Басок Б.И. Проблема термоакустиче-
ских колебаний и вибрационного горения /
Б.И. Басок, В.В. Гоцуленко // Техническая те-
плофизика и промышленная теплоэнергетика:
сборник научных трудов.– Д., 2009. Выпуск 1. –
С. 5 – 15.
6. Гоцуленко В.В. Тепловое сопротивле-
ние как механизм возбуждения автоколебаний
/ В.В. Гоцуленко, В.Н. Гоцуленко // Сборник
научн. трудов Днепродзержинского гос. техн.
ун-та. – Днепродзержинск, 2009. – Вып. 1(11). –
С. 95 – 100.
7. Исаченко В.П. Теплопередача / Иска-
ченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. − М.:
Энергоиздат, 1981. − 416 с.
Получено 30.03.2010 г.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60586 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:18:12Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Басок, Б.И. Гоцуленко, В.В. 2014-04-17T12:11:26Z 2014-04-17T12:11:26Z 2010 Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов / Б.И. Басок, В.В. Гоцуленко // Промышленная теплотехника. — 2010. — Т. 32, № 4. — С. 33-42. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60586 621.184.2 Рассмотрена задача самовозбуждения автоколебаний в парообразующем витке прямоточного парогенератора. Установлены причины образования и возможности устранения неустойчивой нисходящей ветви на зависимости гидропотерь от расхода. Используя напорную характеристику теплоподвода витка канала парообразования, определяются и исследуются свойства автоколебаний при парообразовании. Розглянуто задачу самозбудження автоколивань у пароутворюючому витку прямоточного парогенератора. Встановленo причини утворення та можливості усунення нестійкої спадаючої гілки на залежності гідровтрат від витрати. Використовуючи напірну характеристику теплопідводу витка каналa пароутворення, визначаються і досліджуються властивості автоколивань при пароутворенні. The problem of self-excitation of self-oscillations in a coil of a direct-flow steam and gas generator is considered. The reasons of occurrence and opportunity of elimination of a unstable descending branch are established on dependences of hydrolosses on the charge. Using the pressure head characteristic of a supply of heat of a coil of the channel of steam formation, properties of self-oscillations are defined and investigated at steam formation. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Тепло- и массообменные аппараты Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов Periodic motion of heat-transfer in steam generator`s model Article published earlier |
| spellingShingle | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов Басок, Б.И. Гоцуленко, В.В. Тепло- и массообменные аппараты |
| title | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов |
| title_alt | Periodic motion of heat-transfer in steam generator`s model |
| title_full | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов |
| title_fullStr | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов |
| title_full_unstemmed | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов |
| title_short | Периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов |
| title_sort | периодические движения теплоносителя в моделях элементов парогенераторов |
| topic | Тепло- и массообменные аппараты |
| topic_facet | Тепло- и массообменные аппараты |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60586 |
| work_keys_str_mv | AT basokbi periodičeskiedviženiâteplonositelâvmodelâhélementovparogeneratorov AT goculenkovv periodičeskiedviženiâteplonositelâvmodelâhélementovparogeneratorov AT basokbi periodicmotionofheattransferinsteamgeneratorsmodel AT goculenkovv periodicmotionofheattransferinsteamgeneratorsmodel |