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扁平管管内负压冷凝流动阻力特性研究顾红芳王海军翁刘万里李会利笛橄低澈褪笛榉椒工程热物理学报言羽用水虼丝绽涑晌7⒌绯只牌闹饕@在我国三北地区严禁采用地下水作为电厂冷却却方式,其中直接空冷由于造价低系统简单而得到大量使用。直接空冷电厂的空冷凝汽器在夏季要求能够有良好的传热性能,在冬季又要能够防冻保证庞大的凝汽器安全过冬。最近几年在蛇形翅片管】因为其良好的防冻能力和低蒸汽流动阻力成为直接空冷电厂凝汽器传热管的新型管型,为了得到该类管型的设计资料,西安交通大学与国内大型企业联合对该型传热管的传热和动力性能进行了系列研究。该研究结果已经应用在国内首台国产化空冷电厂凝汽器的设计中。图J匝橄低呈疽馔迹羝⑸捎玫绻总功率约为。其功率可以调节以达到不同的管内蒸汽流速。室温去离子水在电锅炉中被加热产生蒸汽,蒸汽经管道进入实验段,在试验段中与空气进行热量交换而冷凝,水蒸气和冷凝水混合介质进入分离集箱进行汽水分离,冷凝液经过冷凝管道到集液罐占屏浚蠢淠恼羝约安荒褰入到水冷却器中,在这里蒸汽被冷却水冷却而凝结,凝结液也通过凝结管道到末段集液罐计量,不凝气体则通过抽真空管道由真空泵抽排到大气,集液罐中的冷凝液分别通过称重法确定凝结量。管外空气回路采用轴流风机加压后的空气通过测量段进入稳定段最后到空冷器试验件,,陕西西安;蹩盏饔邢薰荆诹本文采用试验的方法对扁平管内的负压蒸汽冷凝过程进行了研究。研究结果表明,这类扁管的特殊结构使得管内的蒸汽充满度高,冷凝液占据整个流动截面的份额小,流动顺利,阻力小,是很好的有利于冷凝液流动的管型。研究结果给出了这类扁平管的管内冷凝流动摩擦阻力的计算方法,为这类管型在空冷凝汽器的应用提供了设计依据。关键词冷凝;真空;准则关联;含汽率中图分类号:文献标识码:文章编号:.’驤.;;图匝橄低惩收稿日期;——;修订日期:——作者简介:顾红芳,女,江苏南通人,副教授,工学博士,主要从事多相流动和传热大型空冷系统关键技术研究。ⅱ鬭狶狶劬’,.—,.籿锅炉水泵集液箱甆—,瓾.,
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笛榻峁头治齣一仳。中管束间被加热后自由扩散到大气中。冷却水回路主要有冷凝罐、循环水泵、冷却塔、冷凝器集液罐组成,集液罐的气空间用真空泵对整个系统抽真空,并保证试验在某一个设定的真空下进行。空冷器试件的形状、结构及尺寸如图荆的特殊防腐铝合金薄板经过折弯成蛇形翅片与扁平基管在真空炉中钎焊连接。在实际空冷机组中空冷器的管束布置是对称屋顶形结构,两侧夹角为。一。。由于是对称结构,因此在试验中只对其一侧进行研究即可。该试件是一根单排管构成的试验段,与垂直方向夹角为。。试验件基管,基管长度为片:,节距:在本文研究的扁管内蒸汽冷凝流动过程中,管内是变流速、变含汽率的汽液两相流,根据测量得到的基管壁温估算得到内壁液膜厚度分布可以判定为汽液分离流动,而且液膜厚度很小,不至于影响汽相流动截面,在蒸汽冷凝流动过程中,总的压降很小,对物性产生影响可以忽略不计,因此在压降计算中不考虑物性变化和截面含汽率的变化,相应的加速压降和重力压降的计算方法简化如下:加速压降:△重力压降:△其中,J匝槎斡胨矫娴募薪牵#何J笛槎长度。所以冷凝流动摩擦压降:弧鱎一假设汽相和液相流动摩擦阻力压力降相同,汽液相没有横向流动。定