Gerse Károly

Kazánok

2., javított kiadás

3.3.6. A folyadékhiányos forrás tartománya

Néhány berendezésnél a konstrukciós kialakítás következtében az előbbi lehetőség nemcsak elméletileg áll elő, hanem az áramló közeg a kritikus hőfluxus zónáján áthaladva ténylegesen is átlép a folyadékhiányos forrás tartományába. Ilyenek a kényszerített átáramlású kazánok vagy a nagy nyomású, természetes cirkulációjú (kényszerített keringtetésű) kazánok. Gyakorlati tapasztalatokból ismert volt, hogy az ilyen tartományban üzemelő fűtőfelületeket (úgynevezett utó-elgőzölögtetőket) kisebb hőterhelésű helyre kell beépíteni. Nagyon sok hűtő- és vegyipari berendezés is van, ahol az előbbi jelenség előáll.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m713kaz_2264/#m713kaz_2264 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m713kaz_2264/#m713kaz_2264)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m713kaz_2264/#m713kaz_2264)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

3.27. ábra. A csőfal hőmérsékletének változása a kritikus hőfluxuson való átlépésnél [3.1]

Kísérleti tapasztalatok szerint a kritikus hőfluxuson való átlépéskor a felületi hőmérséklet ugrásszerű változása, oszcillációja figyelhető meg (3.27. ábra). Erre a tartományra a legjobb eredményt (± 25% hibahatárral, a kétfázisú

szám 105–106 közötti tartományában) a Swenson és Schmidt kísérletei alapján felállított korrelációs összefüggés adja [3.1]:

(3.76)

amely 42 <

< 220 bar; 400 <

< 2000 kg/m2s; 236 <

< 1165 kW/m2 tartományban alkalmazható. Groeneveld a rendelkezésre álló adatok felhasználásával pontosította (RMS 11,5%) az előbbi összefüggést [3.25], és csövekre a következő alakot javasolja (az irodalomban gyűrűs csatornákra is megtalálhatók a kitevők):

(3.76/a)

amely vízszintes és függőleges csöveken: 0,25 <

< 2,5 cm; 68 <

< 215 bar; 700 <

< 5300 kg/m2s; 0,1 <

< 0,9; 120 <

< 2100 kW/m2; 95 <

< 1770; 0,88

< 2,21 tartományban mért adatokon alapul.

A VDI–Wärmeatlas [3.29] (Hbd munkalapjai) – felfelé átáramlott függőleges, egyenes csőre és körgyűrűre ([3.25]-tel azonosan), termodinamikai egyensúly esetén – az előbbi Groeneveld-képlet állandójára 0,00327, kitevőire sorrendben 0,9, 1,32, –1,5 értékeket javasol.

Egy kísérleti csőszakaszon, a Siemens-KWU által elvégzett vizsgálatok alapján, az előbbiektől eltérő számítási módszert ismertet [3.26]. A gőzben elszórtan áramló vízcseppek elgőzölögtetését eredményező túlhőmérséklet meghatározására az energiamérlegből levezetett összefüggés alapján van mód:

(3.77)

A képletben a cseppek irányába történő hőátadásra és a cseppek felületére jellemző

szorzatra − kísérleti berendezésen elvégzett − mérések alapján

esetére

(3.78/a)

esetére

(3.78/b)

összefüggések alkalmazását javasolják, ahol

. A falhőmérséklet a

(3.79)

képlettel számítható. Ebben

a csőfal és a gőz közötti hőátadási tényező, amely – az

valódi gőztartalom figyelembevételével – az anyagjellemzőket a fal és a közepes gőzhőmérséklet átlagára, a gőz sűrűségét a közepes gőzhőmérsékletre számítva

(3.80)

Vízszintes, ferde csövek esetén a folyamatokat a nehézségi erőtér is befolyásolja, mivel a folyadék, illetve a permet a cső alsó részén helyezkedik el, így a falhőmérséklet eloszlását nemcsak az egyoldali fűtés, hanem az egyenlőtlen hűtés is torzítja. Amennyiben az alábbi, „módosított” Froude-szám 7-nél nagyobb, a cső dőlésszögének nincs befolyása a forráskrízis helyére:

(3.81)

A képletek segítségével egy adott hőterhelésnél várható maximális falhőmérséklet kiszámítható. Működő berendezésen mért tényleges falhőmérsékletekre – különféle tömegáram-sűrűség esetén, nagy hőterhelés hatására kialakuló, forráskrízist követő, nagy hőmérséklet-növekedésre – a 3.28. ábra mutat példát [3.22].

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m713kaz_2286/#m713kaz_2286 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m713kaz_2286/#m713kaz_2286)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m713kaz_2286/#m713kaz_2286)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

3.28. ábra. A belső csőfalhőmérséklet különféle hőterhelés, hűtés esetén [3.22]

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2020

ISBN: 978 963 454 492 0

Műszaki tudományok BME GPK tankönyvek

Háztartásokban, ipari üzemekben, erőművekben széleskörűen alkalmaznak tüzelőanyag elégetésével vagy más módon bevezetett hőmennyiség hőhordozó közeggel történő hasznosítására szolgáló berendezéseket: kazánokat. A könyv ezek tervezésének, üzemeltetésének, vizsgálatának szerteágazó konstrukciós, hőtechnikai, áramlástani, szilárdságtani, vegyészeti és más ismereteit foglalja össze, az egyetemi oktatásban és a gyakorlati életben is hasznosítható módon. Az elméletet élő gyakorlattal ötvözve elsősorban erőműi, ipari, távhőszolgáltató kazánokkal foglalkozik, de a folyamatokra, szerkezeti kialakításra, gyakorlati viselkedésre vonatkozó utalások kisebb berendezéseknél is alkalmazhatók.

Hivatkozás: https://mersz.hu/gerse-kazanok//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero