На главную
ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ!!!
Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и старых методичек 1978, 1982 и 1983гг.. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников или решение задач из задачников Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна или любых других решений по физике или гидравлике, воспользуйтесь сайтом fiziks.ru

Статья по теме: Спонтанная конденсация

Область знаний: теплообменники, печи, теплоперенос, паровые котлы, нагревание, горение, топлива, теплообмен

Скачать полный текст

Спонтанная конденсация в потоке пара. Вопросам спонтанной конденсации уделяется большое внимание во многих работах (см., например, (2.49]). В дальнейшем, где это необходимо, будет использоваться теория нуклеации Френкеля [2.56], согласно которой образование жидкой фазы из пара происходит в результате гетерофазных флуктуации, выводящих систему за пределы исходного агрегатного состояния. В термодинамически устойчивой системе (Ф2 ^> Ф2) случайно возникшие зародыши новой фазы исчезают — флуктуации «рассеиваются». Известно, что в метаста-бильных системах (Ф2 <СФ1), когда устойчивой является новая фаза, ге-терофазные флуктуации размером, меньшим критического г^., являются неустойчивыми и распадаются. Напротив, флуктуации размером, большим г.,., устойчивы и потенциально способны к росту.[172, С.53]

При сверхзвуковых скоростях спонтанная конденсация проявляется в специфической форме скачков конденсации, возникающих в расширяющейся части сопл Лаваля. Как известно [61], при определенных условиях скачки конденсации могут совершать периодически нестационарное движение в сопле, что неизбежно приводит к возникновению значительных пульсаций параметров потока. Физическая природа возникающей нестационарности объясняется следующим образом. Локальный подвод теплоты парообразования к сверхзвуковому потоку, выделяющейся при конденсации, приводит к возникновению скачка конденсации, т. е. к резкому торможению потока. При некоторых начальных параметрах пара (перегрев ДГ0 или Л80<1) и скорости расширения потока р = — —- ——,[142, С.205]

В условиях же работы турбины, когда скорости протекания процессов чрезвычайно велики, а спонтанная конденсация даже чистого пара начинается лишь при больших перенасыщениях, рассчитывать поведение примесей, концентрация которых в парорастворе составляет миллиардные доли, исключительно трудно. Наличие у истинно растворенных примесей большей или меньшей депрессии приводит к тому, что образование капелек насыщенного раствора в принципе начинается при температурах более высоких, чем температура насыщения для абсолютно чистого пара! Это превышение, незначительное для слаборастворимых в воде соединений (окислы металлов, включая Si02, соли кальция и магния и т. п.), довольно значительно для NaCl (в зоне пересечения линии насыщения в ЦНД примерно 20—25° С) и чрезвычайно велико для NaOH, образующего весьма концентрированные водные растворы во всей области работы[172, С.34]

В турбинах с относительно малым числом ступеней скорости пара велики. При большом числе МЛ спонтанная конденсация происходит уже в первом сопле. Если при этом градиент энтальпии велик,то достигается большое переохлаждение и возникает большое число ядер, что способствует образованию мелких капель в конце процесса расширения в турбине.[110, С.131]

Если гп>Го, то это означает, что данное переохлаждение достигается в зоне поля вихря. При отрицательном значении подкор-невого выражения спонтанная конденсация в вихрях невозможна, и расчет числа возникших ядер осуществляется по формуле (2-67).[124, С.43]

Таким образом, весь процесс конденсации приближенно разделяется на три зоны: первая —расширение сухого пара и рост переохлаждения, вторая — спонтанная конденсация при максимальном переохлаждении, третья — рост капель и снятие переохлаждения.[110, С.126]

Приведенные выше результаты расчетов, выполненных по методу 1 . II. Симановского [133], относятся к сверхзвуковым скоростям в решетках с суживающимися каналами, когда спонтанная конденсация реализуется в скачках конденсации. Для дозвуковых скоростей расчет спонтанной конденсации в рамках этого метода не дает удовлетворительных результатов. Можно предположить что все специфические явления, сопровождающие ' конденсацию при дозвуковых скоростях [периодическая нестационарность флук-туационность конденсационного процесса (конденсационная турбулентность), влияние пограничного слоя и др., не могут быть .учтены в принятой модели конденсирующегося пара].[142, С.141]

Таким образом, за зоной спонтанной конденсации будут существовать капли разного размера. По данным экспериментальных исследований средний (модальный) размер капель при давлении пара р< <1 кгс/см2 зависит от степени переохлаждения, при которой возникла спонтанная конденсация, и составляет 10~8 — 10~7 м (рис. 2-2).[124, С.23]

Подробный анализ возникновения жидкой фазы и структуры двухфазного потока при' сравнительно низких давлениях дан в гл. 2. Теплофизические и термодинамические свойства водяного пара в этой области таковы, что при расширении в соплах пар в критическом сечении находится в переохлажденном состоянии, и спонтанная конденсация происходит в сверхзвуковой части потока. Можно предположить, что при увеличении давления с приближением к критической точке состояния вещества характер процесса конденсации будет изменяться. Действительно, с ростом давления и температуры вероятность образования зародышей в метастабильной среде резко возрастает из-за уменьшения поверхностного натяжения, а скорость ядрообразования / {формула (2-2)] оказывается пропорциональной квадрату статического давления р. Предполагая, что уравнение (2-2) справедливо во всем диапазоне давлений перенасыщенного пара, можно построить кривые / = /(Ма) при разных р» (в расчетах влияние попра-[124, С.124]

Расчет проточной части влажно-паровой турбины (рис. 7) был выполнен для условий одного из опытов. Начальные параметры соответствуют пограничной кривой. Расширение в пределах первой ступени проходит практически с полным переохлаждением. Максимального значения переохлаждение достигает в каналах направляющих лопаток второй ступени, где и возникает спонтанная конденсация. На выходе из них состояние пара близко к равновесному — переохлаждение составляет —1° С. В зазоре переохлаждение снижается практически до нуля и дальнейшее расширение происходит, по существу, равновесно.[175, С.113]

Это объясняется тем, что все турбинные ступени ЦВД работают в областях дозвуковых скоростей, начальной влажности и развитой турбулентности, а ступени ЦНД, работающие во влажном паре, наряду с повышенной турбулентностью имеют развитое пространственное течение и значительное изменение параметров по высоте, что существенно снижает процессы спонтанного образования влаги. В отдельных случаях на рабочих лопатках активного типа может происходить спонтанная конденсация пара не во всем потоке, а лишь в зоне спинки и косого среза, даже в случае, если процесс расширения пара на выходе не пересекает зону Вильсона. Размер частиц при этом может достигать г3 — (1—3)-10~7 м, т. е. выше, чем для условий спонтанной конденсации в соплах: r3 =t;0,3-10~7 м.[172, С.268]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь

Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Тарга, Кепе, Диевского, Мещерского и любого другого на заказ. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
Вы так же можете заказать решение задач и по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, метрология, ДМ, ТММ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Перейти к перечню использованной литературы

На главную