一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法与流程

文档序号:25996537发布日期:2021-07-23 21:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,该方法将凝汽器换热管束预设倾角,凝结水膜增大到设定厚度时沿管壁下滑,下滑过程中水膜厚度不断增加,最终会下滴,下滑的过程减薄一部分水膜厚度,并有利于管内杂质在重力作用下流出,提高换热管束传热效率。

2.根据权利要求1所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,该方法具体包括:

步骤一:根据水力学原理,对于倾斜管束上的小水滴做受力分析,小水滴受垂直向下的重力mg,沿管壁向上的摩擦力μfσ,垂直于管道壁面向上的表面张力fσ;

其中:

μ:液滴与管壁的摩擦系数,直接测量;

m:为附着在凝汽器管束上液滴的质量;

g:为重力加速度;

α:为凝汽器管束相对于水平面倾斜的角度,取值范围为0°~90°;

fσ:为液滴所受管道壁面的表面张力;

步骤二:假定随着凝汽器管束倾角α的变化,液滴所受表面张力fσ不变;

步骤三:液滴开始沿管束匀速下滑的瞬间,则液滴在沿管束壁面方向满足式(1)、(2);

mgsinα=μfσ(1)

fσ=mgcosα(2)

联立式(1)(2),求得当管束倾角α=arctanμ时,液滴开始沿管束外壁匀速下滑;

步骤四:对于倾斜管束上液滴开始坠落的瞬间做受力分析,液滴开始坠落的瞬间,则满足式表面张力fσ和摩擦力μfσ在垂直方向的分力之和等于重力mg,如式(3)所示;

求得滴落瞬间液滴的质量

其中,k:质量系数,

中,为常数,则滴落瞬间液滴的质量m与质量系数k成正比例关系。

3.根据权利要求2所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,步骤三中,不同摩擦系数μ下,液滴开始下滑时管束的倾角α如表1所示:

表1:不同摩擦系数μ下,液滴开始下滑时管束的倾角α

4.根据权利要求3所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,步骤三中,不同摩擦系数μ、不同管束倾角α下,质量系数k的取值如表2所示:

表2:不同摩擦系数μ、不同管束倾角α下,质量系数k的取值

5.根据权利要求4所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,从表2可知,同一倾角下,随着摩擦系数的增大,质量系数逐渐增大;同一摩擦系数下,随着管束倾角的增大,质量系数k先减小后增大,存在最小值,即当管道材质选定,摩擦系数μ为定值,则存在一个最佳倾角α使得质量系数k最小,从而使滴落时液滴的质量m最小,则在该倾角下,液膜的最大厚度是最薄的,水膜的热阻最小。

6.根据权利要求5所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,当摩擦系数μ=0时,液滴所受摩擦力为0,管束的倾角α为0°时,质量系数k的值最小为1,此时管束水平布置,滴落时液滴的质量

7.根据权利要求5所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,当摩擦系数μ=0.001时,管束的倾角α为6°时,质量系数k的值最小为1.0151。

8.根据权利要求7所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,其特征在于,滴落时液滴的质量


技术总结
一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法,该方法是基于传热学的基本原理,蒸汽从汽轮机末级叶片排出后,在凝汽器冷却水管外壁冷凝,冷凝水会聚集于换热管表面,演变为水膜,增加了管束换热热阻。当管束有预设倾角时,凝结水膜增大到设定厚度时就会沿管壁下滑,下滑过程中水膜厚度不断增加,当重力大于吸附力在垂直方向的分力时就会下滴。下滑的过程会减薄一部分水膜厚度,并有利于管内杂质在重力作用下流出,提高换热管束传热效率。根据水力学原理,对附着于凝汽器管束上的小水滴进行受力分析,可以通过函数直接求解出凝汽器管束合适的微倾布置角度,易于计算程序化,对优化凝汽器管束的布置方式和提高凝汽器的传热性能具有重要的意义。

技术研发人员:许朋江;居文平;邓佳;马汀山;程东涛;王妍;薛朝囡;张建元;林轶
受保护的技术使用者:西安热工研究院有限公司;西安西热节能技术有限公司
技术研发日:2021.05.11
技术公布日:2021.07.23
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