Дослідження гідродинаміки і теплообміну в трубах випарних апаратів з натуральною циркуляцією

Abstract

У статті розглянуто питання теплообміну і гідродинаміки в трубах сучасних циркуляційних випарних апаратах при перекиданні циркуляції. Перекидання циркуляції можливе при значній тепловій і гідродинамічній нерівномірності в апараті при наявності шару рідини над верхньою трубною решіткою. При перекиданні циркуляції в трубі утворюються такі режими несхідного руху рідини: нестійкий пульсаційний рух, напівперекинутий рух, коли по стінках труби вниз рухається плівка рідини в протитоці з парою, і несхідний рух при відсутності кипіння рідини в трубах. Напівперекинутий рух існує у вузькому інтервалі теплових потоків і не залежить від висоти набухання. Верхня межа визначається інверсією потоку, коли неможливий несхідний рух, а нижня — об’ємною густиною зрошування Tv > 0,0021-Jg (Т , коли швидкістьрідини дорівнює швидкості зносу парової бульбашки. Перехід труби на несхідний рух без кипіння можливий тільки через напівперекинутий рух. Рідина починає рухатись вниз поєною трубою, живить сусідні труби і перегрівається. При перекиданні циркуляції різко змінюється розподіл температур, середня інтенсивність теплообміну, гідродинамічні умови і структура потоку по довжині труби, що впливає на якість термочутливих цукрових соків, тому перекидання циркуляції небажане явище. Досліди показали, що на першому і другому корпусах випарних апаратів перекидання циркуляції відсутнє. Бажано на останніх корпусах випарної станції використовувати плівкові апарати з падаючою плівкою при прямотоці з парою. In the article questions about heat exchange and hydrodynamics in the pipes of modem evaporators during knocking over of circulation were considered. Knocking over of circulation might be at a significant thermal and hydrodynamic unevenness in a device, in the least heated pipes, in the presence of liquid layer above the upper pipe grate. During knocking over of circulation in the pipes the next modes of uneast motion of liquid appear: pulsation motion, the semi tipped motion over, when through pipe’s walls tape of liquid moves down against flow with steam and uneast motion in the absence of boiling liquid in pipes. The semi tipped motion over exists in the narrow interval of thermal streams and does not depend on the height of swelling. A higher edge is determined by the inversion of stream, when uneast motion is impossible, and lower is determined by a bulk density of irrigation Tv > 0,0027yfgcF when speed of liquid becomes equal to speed of steam bubble demolition. Passing of pipe to uneast motion without boiling is possible only through the semi tipped motion over. Liquid begins to move downward a full pipe, feeds nearby pipes and overheats. During knocking over of circulationn abruptly changes the temperature distribution, average intensity of heat exchange, hydrodynamic terms and structure of stream along length of pipe, that influences on quality of heat-sensitive sugar juices. Therefore knocking over of circulation phenomenon is undesirable. Experiments showed that in the first and second corps of the evaporators knocking over of circulation was absent. It is preferable to use film device with falling film at flowing with steam on the last corps of the evaporated station.