Распределение теплоносителя

Алек [4] исследовал распределение температурных напряжений на поверхности балки прямоугольного сечения, закрепленной одной стороной. Наибольшее напряжение возникало в угловой точке в месте пересечения свободной и закрепленной границ и в 10,2 раза превышало напряжение в сечении балки, удаленном от края. Наибольшее касательное напряжение на закрепленном крае в 2,7 раза превышало номинальное напряжение и возникало на расстоянии от угла, составляющем 0,06 высоты балки *),

Существенное значение для экспериментального анализа местных температурных напряжений имела разработка методов моделирования термоупругих напряжений (в частности, метода замораживания для плоских и объемных моделей). Это позволило установить (при заданных полях температур) распределение температурных напряжений в зонах сопряжений оболочек и днищ, в элементах фланцевых соединений, в перфорированных крышках, в прямых и наклонных патрубках, в зонах стыка элементов из материалов с различными коэффициентами линейного расширения (рис. 2.4). Весьма важная информация о номинальных и местных деформациях и напряжениях, а также о перемещениях получается при использовании хрупких тензочувствительных покрытий и голографии [11].

Рис. 5.2. Схема конечноэлементной аппроксимации и распределение температурных полей в патрубковой зоне реактора в режиме расхолаживания

которая представлена на рис. 94, б. Распределение температурных напряжений в балке (рис. 97, в), полученное с помощью моделирования (точки), хорошо согласуется с результатами аналитического расчета (сплошная кривая).

Рис. 13-6. Распределение температурных потоков при одноступенчатой компоновке низкотемпературных поверхностей нагрева. / — экономайзер; 2 — воздухоподогреватель.

Рис. 13-7. Распределение температурных потоков при двухступенчатой компоновке низкотемпературных поверхностей нагрева.

Прямой теневой метод и шлирен-метод используются для качественной оценки теплообмена. Интерферометрический метод широко применяется для количественных измерений. В [80] показано, что с помощью интерферометра можно устанавливать распределение температурных полей в сложных геометрических телах, создавать изменяющиеся краевые условия и решать задачи, недоступные для аналитических методов и расчета на ЭЦВМ.

Пример картяны полос для меридионального среза толщиной 2,5 мм, иллюстрирующей распределение температурных напряжений в рассматриваемой задаче и полученной при пятикратном умножении числа полос, приведен на рис. 4.

считать, что прочность диска понизилась также в 2 раза; здесь идет речь о концентрации напряжений при статической нагрузке, которая для пластичных материалов не представляет, как правило, большой опасности. Распределение температурных напряжений в сплошном диске показано на рис. 55.

Нередко возникающие недоразумения при оценке коррозионной активности атмосферы того или иного района в значительной степени обусловлены недостаточным анализом рассмотренных выше факторов (изменение относительной влажности воздуха во времени, распределение температурных

омывания, учитывающий неодинаковые условия обтекания поверхности потоком (неравномерное распределение теплоносителя по трубкам, застойные зоны при сложном течении теплоносителя и т.д.); коэффициент, учитывающий наличие неконденсирующихся газов в паре (см. рис. 10.5). При расчете коэффициента теплопередачи зачастую приходится учитывать загрязнение поверхности теплообмена пылью, золой, накипью. Это делается путем введения дополнительных идеальных термических сопротивлений загрязнения (6Д)з.

Распределение расхода ('1, 3, 4, 14, 22—24, 26, 33, 39, 52, 57, 64, 66, 78, 94]. Распределение теплоносителя по каналам реактора осуществляется из общего входного (раздающего) коллектора. Выходной (собирающий) коллектор отводит теплоноситель из реактора в петли первого контура. Во входном коллекторе теплоноситель движется с отбором расхода по пути в каналы реактора. В выходном коллекторе движение теплоносителя происходит с присоединением расхода по пути из каналов активной зоны. На эти элементы гидравлического тракта накладываются следующие требования: 1) незначительное изменение статического давления по ходу потока; в противном случае возрастают гидравлические неравномерности в каналах активной зоны; 2) отсутствие вихреобразования и больших неравномерностей профиля скорости. При наличии вихрей и сильных неравномерностей в коллекторах не только увеличиваются неравномерности в распределении расхода, но и появляются пульсации расхода в каналах реактора.

Теплогидравлика ТВС и активной зоны с некипящим теплоносителем [11, 14, 16, 43, 44, 55, 56, 58, 61, 69, 70, 73, 74, 77, 80—82, 93, 96]. При расчете температурного поля в ТВС и в активной зоне реактора необходимо учитывать распределение теплоносителя по каналам активной зоны и распределение тепловыделения по твэлам и ТВС. Математическая модель теплопереноса в активной зоне строится на основе уравнения сохранения энергии. Проектные расчеты служат цели выбора оптимального варианта реактора, поверочные—цели доказательства всесторонней его обоснованности.

Подводя итоги, можно утверждать, что боковой подвод теплоносителя в межтрубное пространство приводит к весьма сложной картине продольно-поперечного течения и неравномерной раздаче потока в пучке. Укрупнение размеров ТА обостряет проблему равномерного распределения теплоносителей в пучке. Учитывая, что распределение теплоносителя в межтрубном пространстве определяет температурную деформацию труб, эффективность теплопе-редающей поверхности, влияет на гидравлическое сопротивление и вибрационные характеристики, при проектировании следует исходить из необходимости глубокого теоретического и экспериментального исследований гидравлических особенностей течения теплоносителя в ТА, особенно на входных и выходных участках. Без этого невозможно создание рациональной конструкции.

Греющий теплоноситель после промежуточного теплообменника поступает во входной газовый коллектор, обеспечивающий равномерное распределение теплоносителя в трубном пучке, и движется в межтрубном пространстве сверху вниз. Питательная вода подается в теплообменные трубы в нижней части трубного пучка и движется внутри них вверх. Подъемное движение пароводяной смеси в тешюобменных трубах способствует хорошей гидродинамике и устойчивой работе ПГ. Движение греющего теплоносителя и рабочего тела осуществляется противоточно по всей длине теплообменных труб. При этой схеме циркуляции температура металла по наружной поверхности трубы (на участке входа гелия в трубный пучок) может достигать 630 °С при перепаде температуры по толщине стенки 46 °С в номинальных режимах. Температура трубы в этом месте может быть снижена организацией прямоточной схемы движения гелия и пара на участке пароперегрева (по расчетным оценкам примерно на 140 °С), но при этом перепад температуры по толщине стенки увеличивается до 105°С. Кроме того, организация прямотока на пароперегревательном участке усложняет конструкцию ПГ, так как необходимы дополнительные перекидки теплообменных труб. Учитывая также, что при этом увеличивается площадь необходимой теплообменной поверхности ПГ на 7 % и соответственно повышаются потери давления пароводяной смеси, приняли про-тивоточную схему движения на всем протяжении трубного пучка.

Некоторое влияние на распределение теплоносителя в межтрубном пространстве оказывает вид эпюр входной и выходной скорости в боковых окнах. Характер этих эпюр зависит от конструкции предвключенного и ниже следующего участков.

Качество распределения теплоносителя в межтрубном пространстве и в трубах ТА является важной характеристикой, которая оценивается при проектировании и устанавливается при экспериментальной отработке теплообменника. Самое простое — чисто равномерное — распределение теплоносителя часто неосуществимо из-за конструкционных особенностей аппаратов (бокового подвода и отвода теплоносителя), из-за локальных нарушений геометрии

а) достаточно равномерное распределение теплоносителя при продольном обтекании основного участка трубного пучка, что необходимо для поддержания высокой эффективности аппарата по сравнению с чисто противоточным аппаратом типа «труба в трубе»;

При испытаниях полномасштабной модели (квадранта теплообменника) было установлено, что распределение теплоносителя в межтрубном пространстве удовлетворительное, а потери давления не превышают допустимых значений.

Экономия затрат за счет прогнозирования теплового потребления и оперативного поддержания заданных оптимальных режимов работы тепловых сетей. По прогнозу теплопотребления рассчитывается оптимальное распределение теплоносителя и напоры в представительных узлах.

и последовательность раскладки щитов выбираются из условий», обеспечивающих необходимое распределение теплоносителя по длине туннеля. При длине туннеля 36 м может быть принят следующий порядок изготовления и укладки щитов: