Перемешивания теплоносителя

ходным патрубком, по которому рабочий газ подводится к турбине. Для предохранения корпуса, изготовленного из углеродистой стали, от воздействия высокой температуры факела внутрь его концентрически вставлены экран 11 и жаровая труба 10. В конце жаровой трубы установлен шестилопастной смеситель 12, предназначенный для перемешивания продуктов сгорания с потоком вторичного воздуха. Фронтовое устройство 7 с завихрителями 4 и 6 размещается в начале камеры сгорания. Завихритель вторичного воздуха 9 с небольшим зазором свободно входит в обечайку жаровой трубы. В конце малого завихрителя 4 первичного воздуха устанавливается горелочное устройство, которое состоит из основной 1 и дежурной 2 горелок с воспламенителем.

При работе ГТУ без регенераторов изменились условия для камер сгорания —. снизилась температура воздуха на входе в камеру сгорание, увеличилось количество топлива, сжигаемого в камере, а это позволило создать новую микрофакельную камеру сгорания, в конструкции которой заложен принцип микрофакельного сжигания топлива. В отличие от ка^ меры сгорания, используемой на регенеративных ГПА, в которой топливо подавалось по шести основным горелкам, в микрофакельной камере го-релочное устройство состоит из трех кольцевых стабилизаторов. Стабилизаторы изготовлены из двух частей корытообразного профиля, соединенных между собой сваркой. Между стабилизаторами находятся сегменты лопаточных завихрителей с углом установки 45°. Они выполнены таким образом, что создают разнонаправленные закрутки потока воздуха. В стабилизаторах имеются мелкие отверстия для прохода газообразного топлива, поступающего в них. Для уменьшения гидравлических потерь в камере сгорания, снижения температуры продуктов сгорания до уровня заданного параметрами цикла ГТУ и обеспечения равномерного перемешивания продуктов сгорания с воздухом часть воздуха направляется в жаровую трубу через смеситель, расположенный в центре камеры сгорания и представляющий собой цилиндр с лопаточным завихрителем и перфорированным корпусом в центре.

Для лучшего перемешивания продуктов сгорания с воздухом в топочной камере применяют острое дутье.

Иная обстановка слагается при горении кусков кокса в фурменной зоне при восстановительном режиме. В этом случае при увеличении скорости дутья, с одной стороны, увеличивается вынос первичной СО с поверхности кусков, увеличивается количество циркулирующего кокса, ускоряются процессы окисления кокса и перемешивания продуктов реакции с воздухом, но, с другой,— уменьшается время пробега и увеличивается участок струи до начала существенного искривления ее кверху.

Большая — протекает в кольцевом пространстве между наружным и внутренним цилиндрами и смешивается с продуктами сгорания топлива частично в конце внутреннего цилиндра перед поступлением газов в турбину, частично в самом внутреннем цилиндре, куда воздух поступает через специальные отверстия. В результате перемешивания продуктов сгорания с большим количеством избыточного воздуха температура рабочего тела перед турбиной достигает допустимого уровня, указанного выше. Наружный цилиндр камеры выполняется толстостенным, так как он должен выдерживать внутреннее давление газов, доходящее в некоторых типах установок до 12 ата. Стенки этого цилиндра защищены от действия высокой температуры потоком омывающего их изнутри относительно холодного воздуха, протекающего между обоими цилиндрами. Внутренний цилиндр, как это следует из сделанного ранее описания, полностью разгружен от давления, но зато воспринимает

Однако наиболее быстро распространились колеса из полиамидов, в частности акулона, стилона и нейлона, — пластмасс, отличающихся большой прочностью на растяжение. Они применяются в машинах для перемешивания продуктов питания, проекторах, фотоаппаратах, пишущих машинках, опрыскивателях, манометрах, тахометрах, стиральных машинах, небольших насосах

Для улучшения перемешивания продуктов неполного сгорания с воздухом и уменьшения потери от химической неполноты сгорания весьма полезен BIBOA части (5—15%) воздуха в качестве вторичного, непосредственно' в топочное пространство. Вторичный воздух подается через ряд чугунных сопел, располо-' женных в один ряд по фронтовой и задней стенам или в переднем и заднем сводах топки. Сопла диаметром 50—70 мм располагают так, чтобы создать максимальный перемешивающий эффект. Для наиболее глубокого проникновения воздушных струй в топочную камеру выходную скорость воздуха выбирают порядка 50—70 м/сек. Для создания такого «острого» дутья применяют вентиляторы с напором 300—350 мм вод. ст.

Зажигание топлива, хотя и является улучшенным, все-таки, остается ограниченным и во многих случаях лимитирует про-гекание топочного процесса. Это особенно проявляется при сочетании высокой влажности топлива с большой его зольностью, когда скорость движения слоя относительно велика, а также при наличии в топливе большого процента мелочи, препятствующей проникновению лучистого тепла вглубь слоя. В топках с наклонно-переталкивающими решетками для обеспечения зажигания бурых углей обязателен развитый задний свод (рис. 2-7), который необходим также для перемешивания продуктов сгорания.

Иные условия горения газов получаются в топочных устройствах с механическими ротационными забрасывателями. Здесь благодаря относительно ровному составу газов над слоем и наличию в них значительного процента свободного кислорода химический недожог может быть исключен сравнительно легко, во многих случаях даже без специальной организации перемешивания продуктов сгорания. Поэтому камеры таких топок чаще всего выполняются открытыми.

Основное условие хорошего горения антрацита это высокая температура в слое. Отсюда вытекает необходимость утепления топки (закрытия экранных труб сводов), а также поддержания довольно большой толщины слоя (200—250 мм). Задний свод должен перекрывать 0,6—0,65 активной длины решетки, иначе не будет обеспечиваться надежное воспламенение топлива. Острое дутье со стороны заднего свода является обязательным,— оно нужно здесь не только для перемешивания продуктов горения, но и как аэродинамическое удлинение свода. Поскольку антрациты воспламеняются медленно, то длина цепной решетки между валами должна быть не менее 6,5 м. В топках с более короткими решетками достигнуть хороших результатов большей частью не удается. Воспламенение топлива начинается на расстоянии 0,5—1,5 м от регулятора слоя. Чтобы исключить проход воздуха через негорящий участок слоя, пер-

а также природного газа. Топка разделена на две секции вертикальным двусветным экраном 14 из труб, сваренных между собой прутками-подкладками через каждые 6 м. Внизу двусветный экран раздвоен вилками и экранирует два внутренних ската холодных воронок. Каждая секция топки оборудована восемью круглыми пылеугольными горелками 2. Боковые экраны образуют выступы (пережимы) для перемешивания продуктов сгорания перед входом в горизонтальные газоходы. Боковые экраны поддерживаются вертикальной вставкой, присоединенной к трубам развилками и охлаждаемой небольшим протоком среды через отверстия 0 5 мм в месте присоединения к вилке. Вся экранная система подвешена к каркасу на собирающих камерах и па-роотводящих трубах и свободно расширяется вниз. Густые экраны (диаметр труб 60 мм, шаг 64 мм) покрыты натрубной обмуровкой толщиной 175 мм. Особенностью агрегата является расположение барабана перпендикулярно фронту.

щаяся в зависимости от скорости потока при ламинарном горении, начинает возрастать с увеличением скорости потока при переходе к турбулентному горению (рис. 3-1), так как приобретают особое значение турбулентные пульсации и связанная с ними интенсификация процесса перемешивания продуктов сгорания со свежей смесью. В этом — основное отличие турбулентного пламени от ламинарного.

и определяется по графикам (рис. 10.3) с учетом возможности перемешивания теплоносителя по сечению аппарата в пределах ходов и между ними.

Теплообменные аппараты с продольным и поперечным обтеканием пучков витых труб были рассмотрены в книге [39], где приведены результаты детальных исследований структуры турбулентного потока, теплообмена, гидравлического сопротивления и перемешивания теплоносителя, методы экспериментального исследования, инженерных расчетов тепломас-сопереноса и оценки эффективности таких теплообменных поверхностей по сравнению с гладкотрубчатыми, теплооб-менными аппаратами.

таких пучках позволяет надеяться и на интенсификацию процесса поперечного перемешивания теплоносителя, что очень важно при работе в условиях неравномерного теп-лоподвода по радиусу и азимуту аппарата. Этот вопрос будет рассматриваться в данной работе при обобщении данных по стационарному тепломассопереносу в пучках прямых витых труб, в пучках сребренных стержней и стержней со спирально навитой проволокой, где характер течекия аналогичен течению в пучках витых труб.

Особенности тепломассопереноса для нестационарных условий протекания процессов определяются не только закруткой потока, но и связаны с изменением турбулентной структуры потока в пристенной области течения. Механизм нестационарного тепломассопереноса в этой области будет определяться в основном теми же процессами, что и в случае нестационарного теплообмена в круглых трубах [24]. Этот механизм рассмотрен в разд. 1.3. На нестационарные температурные поля теплоносителя в пучке витых труб, как уже отмечалось, влияют механизмы переноса, характерные для стационарных процессов перемешивания теплоносителя.

МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Методы экспериментального исследования перемешивания теплоносителя в поперечном сечении пучка витых труб на стационарном режиме были рассмотрены в работе [39]. Это — классические методы исследования переносных свойств потока: методы диффузии тепла (вещества) от точечного источника, непрерывно испускающего нагретые частицы воздуха (или газа другого рода) в основной поток, и метод диффузии тепла от линейного источника, трансформированные с учетом особенностей течения в пучке витых труб, а также его конструкции. При этом для проведения экспериментов и обработки опытных данных использовалась гомогенизированная модель течения. Измерения полей температуры и скорости потока проводились вне пристенного слоя, а теоретически рассчитанные поля температуры теплоносителя и скорости потока были непрерывны в пределах диаметра кожуха пучка. При этом считалось, что в пучке течет двухфазная гомогенизированная среда с неподвижной твердой фазой. При исследовании эффективного коэффициента турбулентной диффузии в прямом пучке витых труб первым методом диаметр источника диффузии был равен диаметру витой трубы d, а сам источник перемещался относительно выходного сечения пучка, где лроизво-дились измерения полей скорости. Однако эти отклонения от известного метода диффузии не стали препятствием для использования понятия точечного источника в пучке витых труб при достаточно больших расстояниях от него, где измеренные поля температур практически не отличались от гауссовского распределения [39] . Этот метод, основанный на статистическом лагранжевом описании турбулентного поля при изучении истории движения индивидуальных частиц, непрерьюно испускаемых источником, используется в данной работе и для определения эффективных коэффициентов турбулентной диффузии в закрученном пучке витых труб, но при неподвижных источниках диффузии.

При исследовании нестационарного перемешивания теплоносителя в пучке витых труб использовался метод диффузии от системы линейных источников тепла, впервые примененный для исследования стационарного перемешивания в таких пучках [9]. Этот метод заключается в исследовании процесса диффузии тепла от группы нагретых труб вниз по потоку. Для экспериментальных установок и участков различного масштаба обычно нагревались группы из 7 и 37 витых труб [39]. При исследовании нестационарного тепломассопереноса на пучках с 127 трубами нагревалась центральная зона из 37 витых труб. Нагрев труб осуществлялся благодаря их омическому сопротивлению при пропускании электрического тока. Создаваемая при этом неравномерность тепловыделения по радиусу пучка формирует неравномерность полей температуры теплоносителя, в качестве которого использовался воздух. Неравномерность температур частично выравнивается благодаря межканальному поперечному перемешиванию теплоносителя. Этот процесс характеризуется эффективным коэффициентом диффузии Dt, который определяется путем сопоставления экспериментально измеренных и теоретически рассчитанных полей температур в рамках принятой модели течения гомогенизированной среды, которая заменяет течение теплоносителя в реальном пучке витых труб.

Для реализации описанных методов экспериментального исследования перемешивания теплоносителя были разработаны и созданы специальные экспериментальные установки и участки с автоматизированной системой управления, сбора и обработки опытных данных, имеющей выход на ЭВМ.

2.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Экспериментальное исследование нестационарного перемешивания теплоносителя проводилось на той же установке, что и в случае стационарного протекания процесса методом нагрева центральной группы пучка из 37 витых труб, которые электрически изолировались от ненагреваемых труб стекловолокнистой тканью, надеваемой на трубы в виде чехла, с покрытием жаростойким силикатно-органическим лаком. Схема этой установки представлена на рис. 2.1. Она представляет собой-аэродинамический контур открытого типа. Воздух в контур подается турбокомпрессором производительностью до 3600 м3/ч (до 1 кг/с) с промежуточным охлаждением его в холодильнике. Для обеспечения массовых расходов воздуха до 1,4 кг/с к выходной линии турбокомпрессора мо-

Экспериментальное исследование стационарного перемешивания теплоносителя в закрученном пучке витых труб методом диффузии тепла от источника, непрерывно испускающего нагретый воздух, проводилось на экспериментальной установке, представленной на рис. 2.4. Вокруг центральной витой трубы по разным законам: у = const или S =

Подобрать и купить теплоноситель оптом можно на сайте производителя теплоносителя теплоностд.