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,
式
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