Пульсаций уменьшается

При проведении эксперимента обнаружилась интенсивная пульсация температур на спинке профиля в косом срезе (точки 11—13) и на вогнутой поверхности (точки 2—4). Можно предположить, что пульсации температур в этих областях обусловлены неустойчивостью пленок в диффузорном участке косого среза на спинке и в точках минимальных скоростей на вогнутой поверхности. Очевидно, что кривые распределения температур на участках пульсаций не отражают действительного изменения осредненных температур, так как измерения производились инерционными термопарами.

Изложены методики теоретического и экспериментального исследования полей температур и термических напряжений при случайных колебаниях температуры в элементах энергоооорудоваяия АЭС. Приведены результаты экспериментальных измерений пульсаций температур в прямоточных парогенераторах в зоне перехода к ухудшенному теплообмену. Даются примеры приложения указанных методик.

1.1. Характер пульсаций температур при различных

В зависимости от причин возникновения пульсаций температур их можно разделить на несколько групп: пульсации, обусловленные флуктуациями мощности источника тепла; турбулентные; при фазовых превращениях; при неустойчивой конвекции теплоносителя. Очевидно, что в определенных условиях эти виды пульсаций могут накладываться друг на друга.

Для построения рассмотренных статистических характеристик пульсаций температур используются аналоговые или цифровые методы [2]. При этом обеспечение необходимой точности измерений накладывает определенные требования к датчикам, регистрирующей аппаратуре и обработке экспериментальных данных.

В связи с этим для оценки долговечности в настоящее время может быть предложена следующая схема: проводится экспериментальное исследование пульсаций температур в стендовых или эксплуатационных условиях; по полученным реализациям определяются расчетным путем необходимые статистические характеристики температурных пульсаций; определенные таким образом граничные условия позволяют решить задачу о распределении температур по сечению элемента, а при этом также рассчитать характеристики максимальных температурных напряжений; по соответствующим прочностным моделям выполняется оценка долговечности. Наиболее сложным, трудоемким и дорогим этапом приведенной схемы являются экспериментальные работы, избежать которых, к сожалению, нельзя.

2.3. Статистические характеристики пульсаций температур

В ряде работ, посвященных изучению пульсаций температур [7, 10, 11, 35, 50J, успешно использовался метод канонических разложений [33]. Метод основан на достаточно удобном аналитическом представлении случайных функций, что дает возможность применять традиционные способы решения линейных уравнений, описывающих процесс, а также проводишиселедования и нели-

На основании выполненных авторами экспериментальных исследований принято, что корреляционная функция турбулентных пульсаций температур жидкости удовлетворительно аппроксимируется выражением

следующему интегрированию по со от 0 до оо . В общем случае вычислительная работа оказывается достаточно трудоемкой даже при использовании приближенных методов построения кривых спектральной плотности. Большой практический интерес представляла бы методика, позволяющая по заданным характеристикам пульсаций температур (корреляционной функции К (t'))

Увеличение интенсивности закрутки потока на входе в конический канал качественно аналогично уменьшению "3^ (рис. 4.15). В этом случае при умеренной и значительной закрутке профиль на входе в канал практически равномерный (рис. 4.15,а). По длине конического канала интенсивность пульсаций уменьшается примерно в одинаковой степени по всему сечению конического канала.

Из рис. 1.12 видно, что степень неоднородности слоя, равномерно заторможенного по всей площади камеры 150x300 мм, сильно уменьшается с увеличением его загромождения до (1 - ен) ~ 0,2, а затем меняется медленно. Частота пульсаций мало зависит от степени загромождения (1 - е„). Такие же зависимости наблюдаются и в слое с пучком горизонтальных труб. Как указывалось выше, применение в топках с кипящим слоем насадки со степенью загромождения больше чем 0,2 нецелесообразно. Из рис. 1.12 видно, что более тесные пучки не имеют преимуществ и с точки зрения однородности псевдоожижения. Как и в незаторможенном слое, с увеличением высоты слоя абсолютные значения Ар увеличиваются, но степень неоднородности, так же как и частота пульсаций, уменьшается.

Проведенные опыты показали, что истечение слабо перегретого и влажного пара из регулирующих клапанов обладает существенными особенностями: с ростом влажности снижаются критические отношения давлений, зависящие от начальной влажности и степени открытия чаши клапанов; восстановление давления в диффузорах клапанов снижается; характеристики пульсаций давлений за клапаном резко меняются при переходе от перегретого к сухому насыщенному и влажному пару: при Я80->-1 амплитуды пульсаций возрастают на 30—50%, а частота пульсаций уменьшается; подтверждается и в этом случае общее свойство таких течений (см. гл. 3, 6). Опыты отчетливо подтвердили преимущества 'клапанов, выполненных по типу клапана № 2. Резкое снижение потерь и пульсаций в таких клапанах является их очевидным преимуществом.

фиках можно заметить уменьшение qc при увеличении сжимаемого объема. По мере увеличения сжимаемого объема амплитуда пульсаций расхода на входе возрастает, а частота пульсаций уменьшается.

Было установлено, что частота пульсаций расхода не зависит от степени открытия клапана, скорости воды на входе в канал, недогрева и внутреннего диаметра стеклянной трубы, но при увеличении сжимаемого объема частота пульсаций уменьшается. Можно полагать, что частота пульсаций расхода равна частоте собственных колебаний воздушной камеры. Оказалось, что экспериментальные значения частоты пульсаций согласуются с собственными частотами, полученными при решении уравнения колебаний для системы с воздушной камерой, с точностью +30%. Амплитуда не может быть вычислена; можно лишь отметить, что она возрастает при уменьшении внутреннего диаметра стеклянной трубы и увеличении теплового потока.

На фиг. 4 представлена экспериментально определенная зависимость частоты от средней температуры жидкости для контура длиной 15 м. На этом графике приведены также результаты работы [6] для двух других длин контура. Следует отметить два обстоятельства. Частота пульсаций уменьшается с ростом температуры, как это можно было ожидать исходя из уравнения (1) и характера изменения скорости звука, которая в рассматриваемой области уменьшается с ростом температуры. Частота обратно пропорциональна длине контура при заданной средней температуре. Очевидно, что пульсации с повышенной частотой являются акустическими и их длина волны пропорциональна длине контура. Расчет длины волны по уравнению (1) с использованием свойств фреона по данным Ван-Ви и Эбела [17] свидетельствует о том, что длина волны равна длине контура. В отдельных случаях, когда мощность резко увеличивалась, частота была вдвое больше, чем это следует из зависимостей фиг. 4, поскольку в контуре временно имели место гармоники второго порядка; длина волны при этом была равна половине длины контура.

Прочностной расчет парогенерирующих каналов в зоне кризиса второго рода, основы которого изложены в [93], выходит за рамки этой книги. Здесь лишь приведем некоторые собственные результаты исследования температурного режима прямых и зме-евиковых труб (ds/D3 — 0,016 ... 0,125) с натриевым обогревом при р = 6,0 ... 18,0 МПа и рсо = 260 ... 2000 кг/(м2-с), которые могут быть использованы при прочностных расчетах. Опыты показали, что частоты пульсаций температуры в змеевиковом канале несколько ниже, чем в прямой трубе. Эффективный период пульсаций уменьшается с ростом массовой скорости (в прямой трубе от 0,8 до 0,3 с увеличением рсо от 500 до 1500 кг/(м2-с), а в змеевике от 1,5 до 0,8 с ростом рсо от 300 до 700 кг/(м2-с). В прямотрубном канале протяженность зоны с пульсациями температуры при рсо = 700 ... 1500 кг/м2-с составляет 0,03 ... 0,15 м. В змеевиковом канале эта зона имеет гораздо большую протяженность, и изменение температуры в ней происходит более плавно.

3-82. Возможность возникновения межвитковых пульсаций уменьшается с увеличением давления и массовой скорости, а также при уменьшении удельного тепловосприятия элемента. Эффективный способ предотвращения межвитковых пульсаций — увеличение сопротивления экономайзерной части витков путем установки на входе в них дроссельных шайб или применения ступенчатых витков. Некоторое дополнительное сопротивление представляют собой и необогреваемые участки труб.

Мерой предотвращения межвитковой пульсации является установка на входе в трубу дроссельной шайбы для повышения давления на входе и предотвращения обратного тока жидкости, а также применение ступенчатых витков. Возможность возникновения пульсаций уменьшается с увеличением массовой скорости и уменьшением удельного тепловосприятия элемента. При сверхкритическом давлении межвитковые пульсации могут появляться при энтальпии среды на входе в элемент iBX<1700 кДж/кг и приращениях энтальпии в нем более 1500кДж/кг.

Изменения расхода топлива, давления, расхода и температуры питательной воды при работе котла могут приводить к возникновению общекотловой и межвитковой пульсациям. Первая характеризуется колебаниями расхода рабочей среды в отдельных трубных элементах и контурах котла в целом. Как правило, она является затухающей и после устранения возмущений прекращается. Для межвитковой пульсации характерно периодическое изменение расхода в отдельных параллельных трубах парообразующей поверхности (элемента), причем пульсации расхода среды сдвинуты в них по фазе таким образом, что суммарный расход и перепад давлений между коллекторами остаются неизменными. С повышением давления рабочей среды вероятность возникновения межвитковых пульсаций уменьшается. В котлах СКД межвитковые пульсации встречаются реже, а амплитуда их меньше, чем в котлах докритического давления. Пульсации расхода также уменьшаются с ростом массовой скорости и снижением тепловосприятия элемента. Эффективный способ предотвращения межвитковых пульсаций — увеличение сопротивления витков установкой в них дроссельных шайб.

Изменения расхода топлива, давления, расхода и температуры питательной воды при работе котла могут приводить к возникновению общекотловой и межвитковой пульсациям. Первая характеризуется колебаниями расхода рабочей среды в отдельных трубных элементах и контурах котла в целом. Как правило, она является затухающей и после устранения возмущений прекращается. Для межвитковой пульсации характерно периодическое изменение расхода в отдельных параллельных трубах парообразующей поверхности (элемента), причем пульсации расхода среды сдвинуты в них по фазе таким образом, что суммарный расход и перепад давлений между коллекторами остаются неизменными. С повышением давления рабочей среды вероятность возникновения межвитковых пульсаций уменьшается. В котлах СКД межвитковые пульсации встречаются реже, а амплитуда их меньше, чем в котлах докритического давления. Пульсации расхода также уменьшаются с ростом массовой скорости и снижением тепловосприятия элемента. Эффективный способ предотвращения межвитковых пульсаций — увеличение сопротивления витков установкой в них дроссельных шайб.

Рекомендуем ознакомиться:

Проблемой повышения

Промышленное внедрение

Промышленного назначения

Промышленного предприятия

Промышленного строительства

Промышленному внедрению

Промышленном водоснабжении

Промышленность располагает

Промышленность выпускала

Промышленности используют

Промышленности показывает

Меню:

Главная страница Термины