Главная -> Словарь

Конвективным переносом

9. А и т у ф ь е в В. М. и К а з а ч е н к о Л. С. Теплопередача и сопротивление конвективных поверхностей нагрева. ОНТИ, 1938.

Применение увеличенных теплопоглощающих поверхностей в зоне конвекционного теплообмена часто практикуется в воздухоподогревателях и теплообменниках в тех случаях, когда пленочные коэффициенты для холодной и горячей жидкостей существенно различаются по порядку величины. Так, например, в конвекционных секциях нефтеза*водских печей отношение жидкостного пленочного коэффициента внутри трубы к пленочному коэффициенту для газов сгорания снаружи трубы может достигать 30 : 1 и даже 50 : 1. В таких печах величина конвективных поверхностей, требуемая для достижения заданного к. п. д. печи, определяется сравнительно низким коэффициентом теплопередачи со стороны газообразных продуктов сгорания.

К особенностям сжигания высокосернистого мазута, снижающим надежность работы парогенераторов СКД, относятся: пережоги высоконапряженных экранных труб нижней радиационной части топки при недостаточно высоком качестве питательной воды; высокотемпературная коррозия указанных труб и труб шерегревателя острого пара; низкотемпературная коррозия металла конвективных поверхностей нагрева. Усилиями заводских, наладочных и исследовательских организаций в последние годы были найдены и объяснены причины многих перечисленных выше повреждений. В частности, повреждения труб, вызванные перегревом металла в наиболее теплонапряженных экранах, обычно объясняются образованием железоокисных отложений. Эти отложения приводят к локальным повышениям температуры металла до 600 °С и выше, вследствие чего снижается длительная прочность и значительно ускоряется наружная газовая коррозия металла.

Для повышения надежности эксплуатации парогенераторов на высокосернистом мазуте была разработана система мероприятий. Так, например, повреждения труб экранов НРЧ в ряде случаев удалась ликвидировать применением 100%-ной очистки конденсата и увеличением массовой скорости среды в экранах НРЧ. Для борьбы с коррозией этих труб внедрена систематическая промывка экранов НРЧ и предложена замена материала труб. Однако все еще не устранены трудности, обусловленные загрязнением конвективных поверхностей нагрева и низкотемпературной коррозией

В последние годы получили широкое распространение крупные энергоблоки, для которых основным топливом является мазут, а буферным— природный газ. Эмиссионные свойства мазутных и газовых факелов отличны друг от друга. Эффективная степень черноты мазутного факела составляет 0,65—0,95, а газового факела только 0,5—0,55. Это обстоятельство создает известные трудности при проектировании и эксплуатации газомазутных топок парогенераторов с естественной циркуляцией. При попеременном сжигании в топке газа и мазута количество тепла, воспринимаемое топочными экранами, различно; при сильносветящемся мазутном факеле оно больше, а при слабосветящемся газовом факеле — меньше. Вследствие этого температура на выходе газов из топки в последнем случае выше, чем в первом. Различие может достигать значений порядка 100 °С, что не может не отражаться на тепловосприятии конвективных поверхностей нагрева парогенератора. При переходе с мазута на природный газ температура перегретого пара обычно увеличивается на 30— 50 °С.

Крайне узкие пределы отклонения температуры вырабатываемого перегретого пара от расчетных значений определяются условиями надежности эксплуатации паровых турбин и конвективных поверхностей нагрева . В процессе эксплуатации парогенераторов не допускается превышение заданной температуры перегретого пара более чем на 5°С или снижение 'более чем на 10 ЧС при изменении нагрузки в пределах от 100 до 50% номинальной паро-производительности.

1,03. При работе с указанным коэффициентом избытка воздуха загрязнение конвективных поверхностей нагрева незначительно.

Ввод рециркулирующих газов в нижнюю часть топки снижает температурный уровень топочного пространства, что заметно уменьшает радиационное тепловосприятие. Общее тепловосприятие парогенератора остается при этом практически неизменным, вследствие чего увеличивается тепловосприятие конвективных поверхностей нагрева. Тепловой эффект от указанного перераспределения тепловосприятий между отдельными поверхностями нагрева парогенератора зависит также от коэффициента рециркуляции. Этот коэффициент характеризует долю газов, направляемых на рециркуляцию от общего количества продуктов сгорания. Рециркулирующие газы можно также вводить в верхнюю часть топки.

ПК-41, оборудованного установкой для рециркуляции дымовых газов, были проведены М. А. Наджаро-вым, В. П. Глебовым и др. . Газы отбирались за регенеративным воздухоподогревателем и подмешивались к горячему воздуху, поступающему в горелки парогенератора. Преимущество данной схемы сводится к вводу газов в топку без нарушения аэродинамики факела. В результате испытаний, проведенных при 70%-ной нагрузке парогенератора, установлено, что локальные воспринятые тепловые потоки в наиболее опасной зоне снижаются с 380 до 330 Мкал/ при степени рециркуляции около 23%. Снижение температуры металла экранных труб при степени рециркуляции 22—26% и а"Кпп= =1,05-1,07 составляет 30—55 °С. Уменьшение тепловосприятия нижней радиационной части компенсируется увеличением тепловоспрйя-тия средней радиационной части и конвективных поверхностей нагрева.

пользуя данный эффект, удастся управлять динамикой топочных газов, менять распределение температурных полей в топочном объеме и регулировать температуру дымовых газов на выходе из топки. В то же время, изменяя тешювосприятие на отдельных участках экранных поверхностей нагрева, можно перераспределять тепловосприятие экранных и конвективных поверхностей.

При работе с малыми избытками воздуха наблюдалось сравнительно медленное загрязнение неочищаемых конвективных поверхностей нагрева. Общее гидравлическое сопротивление газового тракта парогенератора увеличивалось за сутки в среднем на 1,7 мм вод. ст. После каждой интенсивной очистки дробью сопротивление парогенератора восстанавливалось до первоначального значения.

Массообмен осуществляется путем молекулярной, турбулентной или конвективной диффузии, из которых наиболее медленной является первая. Перенос вещества внутри неподвижной фазы осуществляется только путем молекулярной диффузии. В движущейся среде перенос вещества может происходить как молекулярной диффузией, так и конвективным переносом самой средой в направлении ее движения.

Последний член А/с, также связанный с возникновением энтропии, обязан химической реакции. Приравнивание нулю потока компоненты Jt относительно движущегося центра тяжести всей .массы означает пренебрежение диффузией по сравнению с так называемым конвективным переносом компоненты и скоростью реакции.

. При этом пренебрегаем продольной диффузией газа по сравнению с конвективным переносом и молекулярной диффузией к стенкам .

Таким образом, постановка задачи Предводителевым физически более правильная — каждый элемент поверхности не ставится здесь заранее в одинаковые условия по отношению к реагирующему газу и, следовательно, не предусматривается равнодоступность поверхности, возможная только в условиях симметричной диффузии из окружающей среды. Первое условие является обязательным для каждого элемента поверхности, поскольку оно выражает равенство диффундирующего и реагирующего количества кислорода в единицу времени. Относительно второго условия следует заметить, что оно справедливо при одном упрощении — пренебрежении молекулярной диффузией вдоль линии тока по сравнению с конвективным переносом, что допустимо только

При этом продольной молекулярной диффузией в направлении х по сравнению с конвективным переносом пренебрегаем. Кроме того, ввиду симметричности поперечной диффузии по отношению к стенкам канала частные производные концентрации по угловым координатам принимаются равными нулю .

при малых скоростях потока уже нельзя пренебрегать продольной диффузией газа по сравнению с конвективным переносом.

Уравнение есть уравнение диффузии с «источником». При достаточно большой скорости фильтрации газа можно пренебречь диффузионным переносом вдоль основного направления потока , по сравнению с конвективным переносом, учитываемым вторым членом правой части уравнения .

полученного приравниванием количеств израсходованного кислорода и выгоревшего за то же время угля . Продольной диффузией газов в уравнениях и пренебрегаем по сравнению с их конвективным переносом.

параллельно с конвективным переносом газа. В настоящее время это явление трудно учесть теоретически и приходится прибегать к аналогии с обычным, неподвижным слоем.

представляет собой весовой поток данной газовой компоненты через единицу сечения в единицу времени , включая поток моле-кулярной диффузии Jk. He учитывая термодиффузию, можно положить •/4 = Dkgrad ck, где Dk — коэффициент диффузии данной компоненты. При больших числах Re ckv^Jk. В таком случае можно-пренебречь молекулярной диффузией по сравнению с конвективным переносом массы компоненты и принять Gkf = ckv. Подобные уравнения можно написать и для всех других газовых компонент: k = i . . . k . . . ... я, участвующих в данной химической реакции или нейтральных по отношению к ней. Наконец, такое же уравнение напишем для потока твердых реагирующих частиц:

При достаточно большой скорости движения газового потока перенос тепла молекулярной теплопроводностью пренебрежимо мал по сравнению с конвективным переносом. Что касается переноса лучистой энергии, то его учет оказывается наиболее сложным и мы коснемся этого вопроса несколько позднее.

Ст7тио^ — -конвективным переносом тепла частицами топлива.