Стр. 51 - Теплогидродинамические процессы генерации пара в ЯЭУ

ТЕПЛОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГЕНЕРАЦИИ ПАРА В ЯЭУ
51
При подходе к поверхности ЗИ валик образует сходящуюся кольцевую
волну, смыканиe которой формирует жидкий столбик, поднимающийся вверх
со скоростью Wк . Под действием сил поверхностного натяжения происходит
дробление столбика на капли, двигающиеся вверх с обозначенной скоростью.
Расчет по формуле (14.2) дает порядок величины Wв ≈ 40 м/сек (σ =0,04,
δ=10-7, ρ =1000). С учетом потерь можно принять скорость капель Wк=0,1, а
Wв ≈ 4,0 м/сек, тогда соответствующая высота их подъема h ≈ 1,5 м.
Если высота «подпрыгивания» капель превысит высоту парового
пространства, то они попадают в сепаратор или захватываются пароприемным
устройством. В противном случае капли будут возвращаться на ЗИ, формируя
зону всплесков и не транспортируемых капель.
Высота подъема небольших по размеру капель в восходящем потоке пара
будет неограниченно большой, когда относительная скорость капли становится
равной скорости витания Wвит. При этом сила тяжести капли уравновешивается
силой аэродинамического воздействия подъемного потока пара (см. рис. 14.2).
W"
0
Fарх=gπd3 ρ"/6
Fg =gπd3 ρ'/6
d
R=0,125ξπd2ρ"(W"
0 )2
ρ'
g
ρ"
Рис. 14.2
Полагая коэффициент сопротивления ξ сферы диаметром d, обтекаемой
со скоростью Wвит средой с кинематической вязкостью ν" функцией числа
Рейнольдса, т.е. ξ = 24/Rе=24ν"/d Wвит, из равенства нулю суммы проекций
обозначенных на рис. 14.2 сил на вертикальную ось имеем выражение для
расчета скорости витания Wвит = W"
0 :
Wвит = gd2 (ρ' -ρ")/18ν" ρ" . (14.4)
При фиксированном давлении рS скорость Wвит определяется диаметром
капли d. Для капель известного диаметра можно вычислить Wвит и, если
сравнить ее со скоростью подъемного движения пара W"
0 , то можно решить
вопрос о судьбе капель в паровом пространстве. Если W"
0 >Wвит, то капля будет
захвачена паром и вынесена из парового объема. При W"
0 <Wвит капля вернется
на ЗИ. Рассмотренная схематизация явления не позволяет выполнить расчеты
уноса с достаточной для практики точностью, поскольку отсутствуют данные о
распределении капель по размерам и начальным скоростям, количестве капель,
образующихся на единицу расхода пара и т.п. Установление количественных
зависимостей между этими параметрами и общим выносом влаги с паром
производят путем проведения экспериментальных исследований и обобщения
полученных результатов.