Управление водным режимом теплогидравлическими методами. Лекция 3

1. Управление водным режимом теплогидравлическими методами

2. Примеси

Коррозия и отложения
Горбуров Д.В.

3. Примеси

Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Горбуров Д.В.

4. Примеси

Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
Горбуров Д.В.

5. Примеси

Коррозия и отложения
Увеличение теплового сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
Увеличение гидравлического сопротивления
Горбуров Д.В.

6. Примеси

Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
увеличение гидравлического сопротивления
Усиление эффекта тепловой и гидравлической
разверок
Горбуров Д.В.

7. Примеси

Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
Увеличение гидравлического сопротивления
Усиление эффекта тепловой и гидравлической
разверок
Скорость коррозии пропорциональна тепловому
потоку:
Vk~A Cv q2—5
Горбуров Д.В.

8. Слабые места

Щели
Зазоры
Дистанцирующие решетки
Повороты, отводы, тройники
Сварные швы
Горбуров Д.В.

9. Примеси

МАКРО
Р – вода/пар
Горбуров Д.В.
микро
Р-вода, Н-пар
НР-вода/пар

10. Теория продувки

Назначение
Реализация
Горбуров Д.В.

11. Теория продувки

Назначение
Основной метод «лечения» от засаливания
рабочего объема сепарационного устройства
Контроль качества пара и котловой воды
Реализация
Выведение из контура части теплоносителя
Горбуров Д.В.

12. Простейшая расчетная модель

Cv
Горбуров Д.В.

13. Простейшая расчетная модель

D
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

14. Простейшая расчетная модель

D
1. Примеси с паром не уносятся
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

15. Простейшая расчетная модель

D
1. Примеси с паром не уносятся
2. Примеси с влагой не уносятся
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

16. Простейшая расчетная модель

D
1. Примеси с паром не уносятся
2. Примеси с влагой не уносятся
3. Примеси не осаждаются на ПН
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

17. Простейшая расчетная модель

D
1. Материальный баланс
Gпв=D+Gпр
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

18. Простейшая расчетная модель

D
1. Материальный баланс
Gпв=D+Gпр
Сv
2. Солевой баланс
Gпв, Спв
GпвСпв=GпрСпр
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

19. Простейшая расчетная модель

D
1. Материальный баланс
Gпв=D+Gпр
РЕШАЕМ!!!!!
Сv
Gпв, Спв
2. Солевой баланс
GпвСпв=GпрСпр
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

20. Простейшая расчетная модель

D
(Gпр+D)Cпв=GпрСпр
Делим на D
Сv
Gпв, Спв
(Gпр/D+1)Cпв=GпрCпр/D
Gпр, Спр
или
Спв(1+P)=Спр P
Горбуров Д.В.

21. Простейшая расчетная модель

D
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Горбуров Д.В.

22. Простейшая расчетная модель

D
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Нормы ПТЭ – 0,5 – 1%
Если Cпв=1, р=0,01, то Спр=101
Горбуров Д.В.

23. Простейшая расчетная модель

D
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
Нормы ПТЭ – 0,5 – 1%
Если Cпв=1, р=0,01, то Спр=101
Важная ремарка: Спр = Сv
Горбуров Д.В.

24. Вынос примесей с влагой

D
1. Примеси не уносятся с паром
2. Примеси не осаждаются на ПН
G’ун, Сv
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.

25. Вынос примесей с влагой

D
1. Материальный баланс
G’ун, Сv
Gпв=G’ун+D+Gпр
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.

26. Вынос примесей с влагой

D
G’ун, Сv
1. Материальный баланс
Gпв=G’ун+D+Gпр
Сv
2. Солевой баланс
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.
GпвCпв=G’унCv+GпрCv

27. Вынос примесей с влагой

D
G’ун, Сv
1. Материальный баланс
Gпв=G’ун+D+Gпр
Сv
2. Солевой баланс
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.
GпвCпв=G’унCv+GпрCv

28. Вынос примесей с влагой

D
G’ун, Сv
(G’ун+D+Gпр)Спв=Сv(G’ун+Gпр)
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.
Делим на D и
Обозначаем:
P – относительная продувка
ω - влажность

29. Вынос примесей с влагой

D
G’ун, Сv
(ω+1+Р)Спв=(ω+Р)Сv
Сv
Gпв, Спв
или
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.

30. Растворение примесей в паре

Определяется коэффициентом распределения
Горбуров Д.В.

31. Растворение примесей в паре

Определяется коэффициентом распределения
Физический смысл Кр – сколько максимально
возможно перевести того или иного вида примеси
из жидкости в пар
Горбуров Д.В.

32. Растворение примесей в паре

Определяется коэффициентом распределения
Физический смысл Кр – сколько максимально
возможно перевести того или иного вида примеси
из жидкости в пар
Кр=f(T, p, pH, состава раствора, свойств
примесей).
Горбуров Д.В.

33. Растворение примесей в паре

Определяется коэффициентом распределения
Физический смысл Кр – сколько максимально
возможно перевести того или иного вида примеси
из жидкости в пар
Кр=f(T, p, pH, состава раствора, свойств
примесей).
Кр=(ρ’/ρ’’)n Формула Стыриковича
Горбуров Д.В.

34. Лучевая диаграмма

Kp
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
ρ‘/ρ’’
1
ркр
Горбуров Д.В.
2
4
20
6
15
10
20
10
100
2
p

35. Лучевая диаграмма

Kp
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
ρ‘/ρ’’
1
ркр
Горбуров Д.В.
2
4
20
6
15
10
20
10
100
2
p

36. Лучевая диаграмма

Kp
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
H2SiO3, n=1,8
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
ρ‘/ρ’’
1
ркр
Горбуров Д.В.
2
4
20
6
15
10
20
10
100
2
p

37. Лучевая диаграмма

Kp
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
CuO, n=1,3
H2SiO3, n=1,8
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
ρ‘/ρ’’
1
ркр
Горбуров Д.В.
2
4
20
6
15
10
20
10
100
2
p

38. Лучевая диаграмма

Kp
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Fe3O4, n=0,64
CuO, n=1,3
H2SiO3, n=1,8
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
ρ‘/ρ’’
1
ркр
Горбуров Д.В.
2
4
20
6
15
10
20
10
100
2
p

39. Лучевая диаграмма

Na, Kp=0
H2SiO3, Kp=0,035
Fe, Kp=0,15
Kp
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Fe3O4, n=0,64
CuO, n=1,3
H2SiO3, n=1,8
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
ρ‘/ρ’’
1
ркр
Горбуров Д.В.
2
4
20
6
15
10
20
10
100
2
p

40. Растворение примесей в паре

D, C’’
G’ун, Сv
Сv
Gпв, Спв
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.

41. Растворение примесей в паре

D, C’’
G’ун, Сv
Сv
Gпв, Спв
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.
Без уноса в влагой: Cv=101

42. Растворение примесей в паре

D, C’’
G’ун, Сv
Сv
Gпв, Спв
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Gпр, Спр=Cv
Горбуров Д.В.
Без уноса в влагой: Cv=101
C уносом с влагой: Cv=84

43. Растворение примесей в паре

D, C’’
G’ун, Сv
Сv
Gпв, Спв
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Gпр, Спр=Cv
ВАЖНО!!! Кр – только в знаменателе,
Т.к. нет выноса массы!!!
Горбуров Д.В.
Без уноса в влагой: Cv=101
C уносом с влагой: Cv=84
C раств. в паре: Cv=6,25

44. ОДНОМЕРНАЯ РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ С УЧЕТОМ РЕАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ

D, C”
G’ун, ω, Cv
Одноступенчатое испарение
Cv
Gпр, Cпр
Gпв,
Cпв
Koc
ω >> P, Кр = 0, Кос = 0
Q
Кр>>P, Kp>>ω
Кос>>P, Kос>>ω
Горбуров Д.В.

45. Микрораспределение примесей

Горбуров Д.В.

46. Микрораспределение примесей

Горбуров Д.В.

47. Микрораспределение примесей

δ
q
q
Горбуров Д.В.
z

48. Микрораспределение примесей

z
δ
uz
q
q
Cст
Горбуров Д.В.
C0

49. Микрораспределение примесей

z
δ
uz
q
q
Tr
Cст
Горбуров Д.В.
C0

50. Микрораспределение примесей

z
δ
uz
q
w’r
q
w’’r
Tr
Cст
Горбуров Д.В.
C0
Уравнение диффузии

51. Микрораспределение примесей

z
δ
Уравнение диффузии
uz
q
Уравнение массопереноса
w’r
q
w’’r
Tr
Cст
Горбуров Д.В.
C0

52. Микрораспределение примесей

z
δ
Уравнение диффузии
uz
q
Уравнение массопереноса
w’r
q
w’’r
Солевой баланс
Tr
Cст
Горбуров Д.В.
C0

53. Коэффициент концентрирования

Физический смысл:
Отношение концентрации примесей у стенки
(в вязком подслое) к концентрации на оси потока.
Решение трех уравнений (диффузии, количества движения
и солевого баланса) дают окончательное соотношение:
Горбуров Д.В.

54. HIDE OUT

ОСТАНОВ КОТЛА
Q, C
q
c
τ

55. HIDE OUT

Q, C
ОСТАНОВ КОТЛА
q
c
τ

56. HIDE OUT

Q, C
ОСТАНОВ КОТЛА
ПОЧЕМУ???
q
c
τ

57. HIDE OUT

Q, C
ОСТАНОВ КОТЛА
ПОЧЕМУ???
q
c
τ
w’r несет не только растворенные примеси, но твердые частички

58. Микрораспределение примесей

z
δ
q
grad p
q
Горбуров Д.В.

59. Микрораспределение примесей

z
δ
q
grad p
q
Начинается вращение частицы
Горбуров Д.В.

60. Микрораспределение примесей

δ
q
q
Горбуров Д.В.
z
В вязком подслое наблюдается
синхронное вращение
частиц. При изменении нагрузки
изменяется величина градиента
осевого давления, что влечет
за собой либо резкое выпадение
примесей на стенку, либо вынос
на ось потока с дальнейшим
осаждением в барабане в
виде шлама

61. Спасибо за внимание