Gerse Károly

Kazánok

2., javított kiadás


3.4.3.1. Súrlódási nyomásveszteség

A súrlódási nyomásveszteség számítására az irodalom többféle módszert ismertet. Gyakorlati célokra a legelterjedtebb a Lockhart–Martinelli–Nelson-féle módszer, így ezzel foglalkozunk a legrészletesebben.
 
Lockhart–Martinelli–Nelson-módszer: Lockhart és Martinelli [3.9] a kétfázisú áramlás súrlódási nyomásveszteségét abból a közelítő feltevésből kiindulva vizsgálta, hogy a folyadékfázis el nem gőzölgött maradék része a teljes keresztmetszetet kitölti és a kétfázisú áramlás súrlódási nyomásvesztesége a belépő folyadékáramra vonatkoztatva a folyadékfázis súrlódási veszteségéből a (3.121) képlettel kiszámítható.
A korrekciós tényezőt a maradék (helyi) folyadékáramra vonatkoztatva:
 
(3.135)
 
A súrlódó erő az ismert összefüggés szerint
 
(3.136)
 
ahol
 
 
a súrlódási tényező, Blasius összefüggéséből
 
(3.137)
 
a cső kerülete. Az előbbi képletet átrendezve:
 
(3.136/a)
 
A-val végigosztva kiszámítható a tiszta folyadékfázis nyomásesése:
 
(3.138)
 
ahol [kg/m2s] a tömegáram-sűrűség, a súrlódási tényező. Behelyettesítve az előbbi (3.121) összefüggésbe:
 
(3.121/a)
 
illetve (3.135)-be:
 
(3.135/a)
 
Martinelli és Lockhart méréseik során a kétfázisú áramlás súrlódási veszteségét a folyadékfázis nyomásveszteségére vonatkoztatták:
 
(3.139)
 
Korrelációs paraméternek a
 
(3.140)
 
kifejezést választották. Az = 1/4 a kitevőbe a Blasius-féle (3.137) összefüggésből került. Behelyettesítve a (3.140) képletbe a folyadék- és gőzfázis nyomásgradiensét:
 
(3.141)
 
Mérési adataikat függvényeként ábrázolva ( a kilépő keresztmetszetre vonatkozik) azt tapasztalták, hogy kritikus nyomás közelében helyett, ami az elméleti meggondolásokból következne, felé tartott, így a helyett másik korrelációs paramétert kellett felhasználni [3.10].
A kiszámítására szolgáló előbbi (3.121/a) egyenletet elosztva a (3.135/a) egyenlettel és átrendezve, valamint figyelembe véve, hogy
 
(3.142)
 
(3.143)
 
kifejezés adódik, amiből a kritikus állapotra vonatkozó behelyettesítésével , és ekkor . Az így, a (3.143) képlet alapján (Martinelli–Nelson által) számított értékeket a 3.34. ábra mutatja.
 
3.34. ábra. A kétfázisú helyi súrlódási nyomásveszteségi tényező () a nyomás és a gőztartalom függvényében [3.1]
 
Egy adott csőszakaszra a súrlódási nyomásveszteség a (3.121) egyenlet felhasználásával:
 
(3.144)
 
Integrálva
 
(3.144/a)
 
A nyomásveszteség nagyságát a gőzfejlődés mértéke befolyásolja, új változóként az kifejezést bevezetve, azaz feltételezve, hogy a hőterhelés a cső hossza mentén állandó:
 
(3.145)
 
Az átlagos korrekciós tényező értéke különböző nyomásokra a 3.35. ábrán látható.
 
3.35. ábra. A kétfázisú átlagos súrlódási nyomásveszteségi tényező a nyomás és a kilépő gőztartalom függvényében
 
A VEIKI-féle közelítés: A kétfázisú helyi súrlódási nyomásveszteségi tényező a VEIKI [3.16] által elvégzett regressziós számítások alapján:
 
(3.146)
 
alakú képlettel közelíthető, ahol
 
(3.147)
 
Áramlási formától függő közelítés: A gyakorlatban gyakran alkalmazzák a -re és -re vonatkozó alábbi Lockhart–Martinelli-féle közelítő összefüggéseket is [3.1]:
 
(3.148/a)
 
(3.148/b)
 
ahol
mindkét közeg turbulens áramlása esetén
= 20
lamináris folyadék, turbulens gázáramlás esetén
= 12
turbulens folyadék, lamináris gázáramlás esetén
= 10
mindkét közeg lamináris áramlása esetén
= 5
 
Paraméteres közelítés: A kétfázisú súrlódási nyomásveszteség a kazánoknál szokásos gőztartalom-tartományban a kétfázisú helyi súrlódási nyomásveszteségi tényező közelítésével is meghatározható. A közelítés lényegét a 3.36. ábra szemlélteti.
 
3.36. ábra. A kétfázisú helyi súrlódási nyomásveszteségi tényező közelítése
 
A Martinelli-paraméterben a folyadék súrlódási nyomásvesztesége, a gőzfázis miatti többlet súrlódási veszteség közelítő értéke, a kétfázisú áramlás miatti többlet súrlódási veszteség közelítő értéke. Így
 
(3.149)
 
A tag számlálójában lévő különbség a Martinelli–Nelson-féle diagramból (3.34. ábra) meghatározható. Regressziós számítások alapján [3.15]:
 
(3.150)
 
ezzel
 
(3.151)
 
A képlet – 7–212 bar nyomástartományban − a gyakorlatban elfogadható pontossággal használható.
 
Chisholm számítási módszerei: Lockhardt–Martinelli kísérleteiket fűtetlen csövekben végezték, ezért nagyszámú kísérletet hajtottak végre annak ellenőrzésére, hogy a kísérleteikből származó paraméter és a fűtött csőrendszerekben mért értékek mennyire egyeznek. A Taraszova kísérleteiből [3.2] származó görbéket jellegre a 3.37. ábra mutatja.
 
3.37. ábra. A kétfázisú nyomásveszteségi tényező változása a gőztartalom függvényében az elméleti és a kísérleti vizsgálatok szerint [3.2]
 
Amerikai vizsgálatok is megerősítették, hogy a kazánoknál szokásos nyomástartományban a Martinelli-féle kísérletek és fűtött csöveken végzett vizsgálatok között eltérések vannak. 60 bar nyomás alatt általában nagyobb, 100 bar nyomás fölött általában kisebb a fűtött csövek súrlódási nyomásvesztesége. További eltérések adódnak az 500–1000 kg/m2s tömegáramsűrűség-tartomány felett, ahol a kísérleti eredményeket a homogén modellel számított értékek jobban megközelítik. A különbség a 10%-ot is elérheti. Ezért a nagyon szemléletes Martinelli-féle diagramok mellett más, pontosabb számítási eljárások is elterjedtek. Legismertebbek a Chisholm-, a Chisholm által módosított Baróczy-féle módszerek, illetve a Taraszova–Kirillovics-féle kiegészítések.
Chisholm az általa kidolgozott módszernél a Lockhart–Martinelli által javasolt (3.148/a) korrelációs összefüggés tényezőjének módosítására tesz javaslatot [3.1, 3.3]:
 
(3.152)
 
ahol és értéke a csövek érdességétől függ. Sima csövekre, ahol a csősúrlódási tényező a Reynolds-szám függvénye: = 0,75, . Érdes csövekre, ahol a csősúrlódási szám független a Reynolds-számtól: = 1, . A képletek felhasználásával víz-gőz áramlásra, 30 bar nyomás felett, kg/m2s tömegáramsűrűség-tartományban:
 
(3.143/a)
 
Baróczy módszerét módosítva Chisholm [3.1], [3.3]
 
(3.153)
 
alakú kifejezést javasolt, ahol
 
(3.154)
 
képlettel számítható. A Baróczy-féle együttható pedig és függvényében a 3.7. táblázatból választható. A képletből látható, hogy a korrekciós tényező legerősebben a tömegáram-sűrűségtől függ.
 
3.7. táblázat [3.1]
B (Baróczy-féle együttható)
F
[kg/m2s]
B
1÷9,5
≤500
4,8
500≤1900
2400/
1900<
9,5÷28
≤600
520/
600<
28<
 
15000/
 
Friedel-korreláció [3.28], [1]: Friedel a nagyszámú kísérleti adat alapján új, a korábbiaknál nagyobb pontosságú (a standard eltérés 40-50% amely egyfázisú áramlásra nagynak tűnik, de kétfázisú áramlásnál jónak tekinthető [3.25]) összefüggést javasolt. A képlet függőleges felfelé áramlásra és vízszintes áramlásra érvényes.
 
(3.155)
 
ahol
 
(3.156)
 
(3.157)
 
(3.158)
 
(3.159)
 
≤ 1055 esetén az egyes fázisokra , > 1055 esetén képletek [1], vagy a Blasius-féle (3.137) összefüggés alkalmazása javasolt.
Az [1] irodalomban a (3.155), (3.157) összefüggés kitevőire egy korábbi közlemény alapján más értékek, a Froude- és a Weber-szám előbbi képleteiben helyett szerepelnek.
 
Orosz szerzők kiegészítései: Az orosz cirkulációs számítási normatívában a homogén modell módosított változatait alkalmazták [3.5]. Sztürikovics reaktorok számítására [3.3] a Martinelli- és a Baróczy–Chisholm-féle módszert javasolja. Ugyanakkor orosz kutatók több összefüggést javasolnak ezeknek a módszereknek a pontosítására:
  • Aláhűtött buborékos forrás: Az aláhűtött buborékos forrás tartományában = 0 esetén a korrekciós tényező , ugyanakkor a fal melletti határrétegben megjelennek a gőzbuborékok, miközben a folyadékmag hőmérséklete még a telítési érték alatt van. A buborékok következtében a nyomásveszteség megnő. A buborékok falról való leszakadása esetére Taraszova a fűtetlen csőre vonatkozó korrekciós tényezőből javasolta a fűtött csőre vonatkozó korrekciós tényező kiszámítását:
 
(3.160)
 
A buborékok leszakadása Bowring szerint (lásd a 3.3.3. fejezetet is):
 
(3.161)
 
hőmérséklet-különbség esetén következik be (11 < p < 138 bar).
  • Aláhűtött buborékos forrás és buborékos forrás tartománya (Taraszova [3.2]):
 
(3.162)
 
alakú kifejezést javasol, ahol
a forrás megindulásához (3.15. ábra) – a kísérleti eredményekkel egyezően [3.3] tartozó – entalpiakülönbség [kJ/kg] értéke:
 
(3.163)
 
az aláhűtés mértéke a csőből való kilépésnél (!) [kJ/kg],
fűtött (), hűtött () csőkerület [m].
  • Diszperz, gyűrűs áramlás tartománya: A diszperz, gyűrűs áramlás tartományára Kirilovics [3.3]
 
(3.164)
 
alakú képletet javasol, ahol , , további tényezőktől függnek. Ezek számítási összefüggéseit a hivatkozott irodalom részletezi.
 
Néhány orosz szerző azt javasolja, hogy a buborékos forrás tartományában a forrás kezdetére [pl. (3.162)] és a gyűrűs áramlásra vonatkozó [pl. (3.164)] képletekből számított súrlódási nyomásveszteségek között lineáris interpolációval számítsák a súrlódási nyomásveszteséget.
 
Az egyes korrelációs módszerek alkalmazása a kétfázisú nyomásesés számítására: A gyakorlati alkalmazásoknál állandóan felvetődik, hogy a nagyszámú javaslat közül melyik alkalmazása a legcélszerűbb, melyik adja a legjobb eredményt. Az MIT [3.19] nukleáris termohidraulikai tananyagában a 3.8. táblázatban összefoglalt javaslatok szerepelnek.
 
3.8. táblázat [3.19]
Todreas-set
Kis nyomású rendszerek, levegő-folyadék keverékek
Lockhart–Martinelli
Nagy nyomású víz (p > 14 bar, > 68 kg/m2s)
Thom (Martinelli–Nelson)
Általánosan (azaz folyékony fémek)
Baróczy
Analitikus kifejezések (nagy tömegarány, nagy nyomás, nagy tömegáram-sűrűség, egyszerűség)
Homogén modell
Whalley javaslata a szeparált áramlási modell sok kísérleti adattal való összevetése alapján: ([3.25] is)
Amennyiben
Fridell- (1979) korreláció
Ha és > 100 kg/m2s
Chisholm (1973) korrelációjának legutóbbi pontosítása
Ha és < 100 kg/m2s
Lockhart–Martinelli- (1949), és Martinelli–Nelson-korreláció (1948)
 
Az 1970–80-as években, a hazai szubkritikus nyomású, természetes cirkulációjú erőműi kazánokra végzett elemzések alapján a VEIKI- ((3.146) képlet), illetve a Franke-féle ((3.149) szerinti) közelítésekkel a gyakorlatban hasznosítható, megbízható eredmények születtek, így a szokásos körülmények mellett ezek alkalmazása elfogadható.
 
A gyűrűs áramlás tartománya: A gyűrűs áramlás tartományára a kétfázisú súrlódási nyomásveszteség a gőzfázisra vonatkozó súrlódási veszteség korrekciós tényezőjével számítható:
 
(3.165)
 
A korrekciós tényező a kétfázisú áramlásnál és a gőzfázis áramlásánál létrejövő nyíróerő (3.38. ábra) arányából határozható meg:
 
(3.166)
 
ahol
a két fázis határán ébredő nyírófeszültség [N/m2],
 
a teljes keresztmetszetet kitöltő gőzfázis áramlásakor fellépő nyírófeszültség [N/m2].
 
3.38. ábra . A gyűrűs áramlásnál ébredő nyíróerő [3.1]
 
Figyelembe véve, hogy ,
 
(3.167)
 
A meghatározására, mások kísérleti eredményeivel is egyezően, Wallis [3.1]
 
(3.168)
 
kifejezést javasol, amiből
 
(3.168/a)
 
Ez az érték a Lockhart–Martinelli-kísérletekből számítható érték kétszerese, ami azzal magyarázható, hogy a gőzfázisba átlépő vízcseppek arányát és a határrétegbeli sebességeloszlást Wallis képlete nem veszi figyelembe. Feltételezve, hogy a gőz- és folyadékfázis határán a folyadéksebesség az átlagérték kétszerese, és a magban áramló közeg sűrűsége az arányú cseppelragadás miatt megnő,
 
(3.169)
 
az egyensúlyi sebesség figyelembevételével [3.1]:
 
(3.168/b)
 
Az előbbi képlet alkalmazásánál a legnagyobb nehézséget az cseppelragadási tényező mértékének meghatározása jelenti. A cseppelragadás megindulásához meghatározott gőzsebesség szükséges. Ennek nagysága Steen–Wallis szerint:
 
(3.170)
 
Mozarov (7–46 bar nyomástartományban, = 100 mm, és = 0,5 közelében elvégzett) vizsgálatai szerint a szükséges gőzsebesség a
 
(3.171)
 
képlettel számítható. A két összefüggés gyakorlatilag azonos eredményt ad.
 
3.39. ábra. Az cseppelragadási tényező a dimenziónélküli gőzsebesség függvényében [3.1]
 
Az cseppelragadási tényező nagysága a gőzsebességtől függ, erre vonatkozó mérési eredményeket a 3.39. ábra mutat, ahol a vízszintes tengelyen a relatív gőzsebesség léptékben szerepel. Az ábráról leolvasott értékkel elvégzett számítások > 3000 tartományban adnak elfogadható eredményt.
Az , a és a felhajtóerő számításához szükséges kiszámításának menete a következő (adott: a folyadékáram, a gőzáram, a nyomás és a cső átmérője):
 
1. Kiszámítjuk és értékét, ezek felhasználásával a Blasius-féle képletből a és csősúrlódási tényezők értékét.
 
2. Meghatározzuk a és a nyomásveszteség-gradienseket, ezek felhasználásával a paramétert. A (3.148/b) képletből kiszámítjuk értékét. értékével meghatározzuk a kétfázisú nyomásveszteség gradiensét.
 
3. Kiszámítjuk a relatív gőzsebességet, ezzel meghatározzuk az cseppelragadási tényezőt, és a folyadékfilmben maradó , folyadék mennyiségét.
 
4. Meghatározzuk a maradék folyadékfázis Reynolds-számát, ezzel a csősúrlódási tényezőjét és nyomásveszteség-gradiensét. Ennek felhasználásával a
 
(3.172)
 
képletből , illetve
 
(3.173)
 
folyadékfilm-vastagság számítható.
 
3.40. ábra. Mért és számított kétfázisú nyomásveszteségi tényezők nedves és kiszáradt fűtőfelület esetén
 
5. A cseppelragadást is figyelembe vevő, pontos képletével meghatározzuk korrigált értékét, amivel a kétfázisú nyomásveszteség gradiense is számítható.
 
6. Mivel ennek értéke valószínűleg nem egyezik meg a 2. pontban kiszámított értékkel, a 4–5. pontok szerinti számítások ismétlésével mindaddig iterálunk, amíg a két egymás utáni lépés közötti eltérés elfogadható nagyságú nem lesz. A számításból a cseppelragadás aránya, a kétfázisú súrlódási nyomásveszteség gradiense, a filmvastagság és az gőzkitöltési tényező adódik eredményként.
 
Az előzőekben ismertetett eljárás nemcsak folyadékfilmen át történő elgőzölgés, hanem telitett gőzt szállító vezetékben létrejövő kondenzáció esetén is felhasználható a súrlódási nyomásveszteség számítására. Ilyenkor értékét a kondenzáció függvényében kell meghatározni.
Gőzkazánok vizsgálatánál figyelembe kell venni, hogy a felület kiszáradását követően az áramlási veszteség (kétfázisú veszteségtényező) lényegesen lecsökken (3.40. ábra). Ennek oka, hogy az áramló közeg és a csőfal közötti határrétegben ébredő nyíróerő lényegesen kisebb lesz. A sebesség növekedésével, végül az = 1 állapotban a két görbe (az elvárásnak megfelelően) találkozik.
 
Egyfázisú folyadékáramlás nyomásvesztesége: Az előzőekben bemutatott módszerek a kétfázisú áramlás nyomásveszteségét az egyfázisú áramlásra vezetik vissza. A részletesen vizsgált csősúrlódáson kívül irányelterelési, belépési-kilépési és egyéb helyi veszteségeket is megkülönböztetünk.
A csősúrlódást
 
(3.174)
 
a helyi veszteségeket
 
(3.175)
 
képlettel kell számítani. A csősúrlódási tényezőt, helyi veszteségtényezőket a [3.5] irodalom az 1978-ban közzétett szovjet cirkulációs számítási normatíva alapján javasolt figyelembe venni. Emellett sok más rendszer is hozzáférhető (VDI-Wärmeatlas, FDBR–Facbuchreihe), újabbak is, a kazántechnikában azonban a legnagyobb kísérleti, gyakorlati tapasztalatokkal alátámasztott háttérre, még jelenleg is, a hivatkozott rendszer támaszkodik.
  • A csősúrlódási tényezőt a Blasius-féle (3.124) képletből ( < 105), vagy a cső érdességet is figyelembe vevő
 
(3.176)
 
Nikuradze-képletből kell meghatározni. A csőérdesség nagysága perlites, ferrit-perlites, illetve ferrites csöveknél = 0,08, ausztenites csöveknél = 0,01 mm. Az orosz cirkulációs számítási normatívában az előző képlet
 
(3.176/a)
 
alakban szerepel. Az irodalomban más összefüggéseket is ismertetnek [3.17, 3.18], például a Colebrook-formulát:
 
(3.176/b)
 
A gyakorlati számításokhoz azonban megfelelő pontosságot ad a (3.176/a) összefüggés.
 
3.9. táblázat
Belépés a dobból a csövekbe
 
Éles sarok
0,5
Behengerelt csőcsonk
0,25
Kúpos furatperem, 50-60o kúpszöggel, ha
 
 
a kúp hosszának és átmérőjének aránya 0,1-nél kisebb
0,25
 
a kúp hosszának és átmérőjének aránya 0,2-nél nagyobb
0,1
 
3.10. táblázat
Belépés a kamrából a csövekbe
 
D/Dkamra ≤ 0,1
D/Dkamr a> 0,1
Fenékbevezetésű elosztókamrából csövekbe
0,5
0,7
Elosztókamrából csőkötegbe, ha az egy sorban kiágazó csövek száma
 
 
 
30-nál kevesebb
0,5
0,7
 
30-nál több
0,6
0,8
Gyűjtőkamrából összekötőcsőbe fenék- és oldalelvezetésnél
0,4
0,4
Ejtőcsőbe függőleges kamrából, ciklonból
0,4
0,4
Sugárirányú elvezetésű gyűjtőkamrák elvezető csövébe
0,5
0,5
 
  • Kilépési veszteségtényező () a kilépés módja és a keresztmetszetek aránya függvényében számítható (3.11. táblázat).
 
3.11. táblázat
Kilépési veszteségtényező
Kilépés dobba
1,0
Kilépés fenékelvezetésű gyűjtőkamrába
0,8
Kilépés sugárirányú elvezetésű gyűjtőkamrába
1,1
Kilépés oldalirányú elvezetésű gyűjtőkamrába
1,3
 
Az összekötő csövek kilépési veszteségtényezője a közbenső kamrabeli áramlás jellegétől függ. Radiális elvezetésű gyűjtőkamráknál
 
 
 
 
  • A csőívek veszteségtényezője () az irányelterelés nagyságától, a hajlítás sugarától és a cső érdességétől függ. A kazánoknál szokásos csövekre ( ≤ 1250) felhasználható értékeket a 3.12. táblázat tartalmazza. Brandt [3.17] irodalmi források alapján a csőív veszteségtényezőjét az egyenes cső ellenállás-tényezőjére visszavezető összefüggést is ismertet.
 
3.12. táblázat
Csőívek veszteségtényezője
Hajlítás szöge (fok)
<20
20–60
60–140
140<
R/D ≥ 3,5
0
0,1
0,2
0,3
R/D = 2
0,1
0,2
0,3
0,4
R/D = 1,5
0,13
0,24
0,35
0,48
R/D = 1
0,18
0,32
0,42
0,6
 
  • Elágazó nadrágcsövek () és gyűjtő nadrágcsövek () veszteségtényezője a sebességváltozás nagyságától (keresztmetszetek arányától) és a nadrágidom kialakításától (az oldalág tengelyének a közös ág tengelyéhez viszonyított δ hajlásszögétől) függ (3.13. táblázat, 3.14. táblázat, 3.15. táblázat).
 
3.13. táblázat
Szimmetrikus nadrágcsövek veszteségtényezője
 
Elágazó idom ()
Gyűjtőidom ()
Fág/Fösszes
0,3
0,5
0,7
1,0
0,3
0,5
0,7
1,0
δ hajlásszög
 
 
30
0,2
0,15
0,5
1,4
0,1
0,3
0,3
0,3
45
0,2
0,25
0,7
1,9
0,5
0,5
0,5
0,5
60
0,2
0,4
1,0
2,3
0,85
0,85
0,85
0,85
90
0,4
1,05
2,1
4,1
1,4
2,1
3,0
5,2
 
3.14. táblázat
Aszimmetrikus elágazó idomok veszteségtényezője
 
Oldalág/közös ág sebességének aránya
Fösszes /Fág
0,4
0,5
0,7
1,0
1,5
2,0
Oldalágban
δ hajlásszög
 
30
3,0
1,5
0,5
0,2
0,25
0,35
45
3,8
2,3
0,9
0,5
0,45
0,5
60
5,2
2,7
0,4
0,9
0,7
0,65
90
8,2
4,0
2,3
1,3
0,75
0,55
Minden hajlásszögre
0,9
0,3
0,1
0
0
0
Egyenes ágban
 
Brandt [3.17] a két azonos méretű, együttesen a gyűjtőággal azonos keresztmetszetű nadrágcső esetén gyűjtő csőidomokra, orosz eredetű forrásra hivatkozva a következő kifejezéseket ismerteti ( = nadrág/gyűjtőág tömegáramának aránya):
 
(3.177/a)
 
(3.177/b)
 
(3.177/c)
 
3.15. táblázat
Aszimmetrikus gyűjtőidomok veszteségtényezője
 
Oldalági tömegáram viszonya a közös ágbelihez
δ hajlásszög
0,2
0,4
0,6
0,8
0,9
Oldalágban
 
Értékek: azonos hajlásszögnél az első sorban Foldalág/Fközös= 0,5, a második sorban Foldalág/Fközös= 1 keresztmetszet- arányra szerepelnek, közben lineáris interpolációval számíthatók.
 
30
–0,3
0,3
0,8
1,3
1,5
 
–0,4
0,1
0,3
0,4
0,3
45
–0,2
0,5
1,2
1,7
2,0
 
–0,4
0,1
0,4
0,5
0,5
60
–0,2
0,6
1,4
2,2
2,5
 
–0,4
0,2
0,5
0,7
0,7
90
–0,1
1,0
2,2
3,5
4,2
 
–0,3
0,3
0,7
1,1
1,3
30
0,2
0,1
–0,5
–1,3
–1,7
Egyenes ágban
 
0,3
0,4
–0,2
–0,2
–0,4
45
0,2
0,2
–0,3
–1,0
–1,4
 
0,3
0,4
–0,3
0
–0,3
60
0,3
0,3
0,1
–0,3
–0,7
 
0,3
0,4
0,3
0,2
0
90
0,4
0,6
0,8
0,9
1,0
 
0,4
0,5
0,6
0,5
0,6
 
  • A csőátmérő-változtatás veszteségtényezője () a keresztmetszetek arányától függ (3.16. táblázat).
 
3.16. táblázat
Csőátmérő-változtatás veszteségtényezője
 
Szűkebb/bővebb keresztmetszet aránya
 
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
Szűkítés
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Bővítés
0
0,05
0,17
0,4
0,62
 
  • A belső felületen bordás csövek ellenállás-tényezője a Re számtól, valamint cső geometriai kialakításától függ. A = 5000÷150 000 közötti tartományban, 6–14 bordaszámú csövekre [3.20]:
 
(3.178)
 
ahol az egyes betűk jelentése azonos a (3.112) képletnél ismertetett jelentéssel.
A mérések alapján a belül bordás csövek csősúrlódási veszteségtényezője elérheti a sima cső kétszeresét [3.24]. A bordás cső energetikai hatékonysága [3.20] abból kiindulva számítható, hogy ugyanazon hőmennyiség átvitele mennyivel több vagy kevesebb energiabefektetést (a közeg hőcserélőbeli mozgatásához) igényel (ugyanolyan nagyságú áramlási sebesség esetén):
 
(3.179)
 
  • A fojtótárcsa veszteségtényezője () a szűkítés nagyságától és a tárcsa elhelyezésétől függ. Amennyiben a tárcsa csőbe való belépésnél kerül elhelyezésre:
 
(3.180)
 
amennyiben .
 
Amennyiben a tárcsa a cső belsejében van elhelyezve:
 
(3.181)

Kazánok

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2020

ISBN: 978 963 454 492 0

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//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave