内螺纹管高压汽水两相流摩擦压降特性的研究

本文在高压条件下对水平布置的内螺纹管汽水两相流摩擦压降特性进行了比较系统的试验研究。两根内螺纹管的实测平均内径分别为11.69mm和35.42mm,试验压力9.81～20.59MPa,质量流速345～3560kg/m~2·s.蒸汽干度从0到1.0。试验在西安交通大学高压电加热水回路上进行。对试验结果进行了分析,给出计算内螺纹管摩擦压降的关联式。     

国内信息

东方锅炉厂与西安交通大学在西安交大的高压电加热水回路上分别对φ22×5.5mm 4头内螺纹管他φ51×7mm 8头内螺纹管在水平布置,绝热条件下进行了高压汽水两相流摩擦压降特性试验研究,并与光管进行了比较,得出如下结论: 1.内螺纹管的单相摩擦阻力系数大于相应规格的光管。     

亚临界及近临界压力区内螺纹管汽水两相流的传热

本文阐述了在西安交通大学高压汽水两相流实验回路上进行的垂直上升内螺纹管内汽水两相流传热特性的试验研究。试验管采用φ28×6mm的螺纹管,试验管材料为:12Cr1MoV。试验参数为压力P=13.0～22.0MPa,内壁热负荷q=200～800kW/m~2质量流速G=400～1800kg/m~2·s。试验确定了在上述参数范围内的壁温变化特性,得出了发生传热恶化的临界热负荷和界限质量流速。文中结论对采用内螺纹管的电站锅炉水冷壁的设计具有较高的价值。     

亚临界压力自然循环锅炉水冷壁光管和内螺纹管两相流阻力特性试验研究

本文介绍了在高压水回路试验装置上进行的亚临界压力下两种内螺纹管和光管的阻力特性试验;通过试验得出了相应的单相阻力系数、两相流与全液相流的摩擦压降倍率以及与含汽率之间的关系曲线     

内螺纹水冷壁管内两相流动的摩擦压降特性

在压力为9～35 MPa,质量流速为600～1800 kg/(m2·s),干度为0～1的工况范围内,对φ28.6 × 5.8(mm)的四头内螺纹水冷壁管中单相及两相流体在绝热和受热条件下的摩擦压降特性进行了试验研究.结果表明:在受热和绝热两种条件下内螺纹管的阻力特性不同,受热管的单相摩擦压降系数f比绝热管的小;受热管的两相摩擦倍率φ2l0比绝热管的大.无论是受热,还是绝热情况下,压力对φ2l0的影响很大,φ2l0随压力增大而减小;质量流速的影响很小.随蒸汽干度增加,φ2l0先增加,随后增幅减小.提出了由试验获得的单相水摩擦压降系数以及汽水两相流体摩擦压降的计算式.     

亚临界及近临界压力区垂直水冷壁光管和内螺纹管传热特性的试验研究

本文阐述国产大型电站直流锅炉采用的φ2×5.5mm碳钢四头内螺纹管和φ18×3mm1 Cr18Ni9Ti不锈钢光管在亚临界及近临界压力区汽水两相流沸腾传热特性的试验研究结果.内螺纹管的试验参数范围为压力P=19.6～22.6MPa、质量流速G=650～1750kg/m~2s,内壁热负荷q=200～610kw/m~2.光管的试验参数范围为P=17.2～22.6MPa,G=800～2000kg/m~2s,q=240～630kW/m~2.通过试验得出了在上述参数范围内的壁温变化特性,确定了发生传热恶化的规律及内螺纹管抑制传热恶化的效果,并对几种结构相近的内螺纹管的传热特性进行了比较和评价.     

超临界循环流化床锅炉垂直并联内螺纹管内两相流不稳定性的研究

针对600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉水冷壁管在低质量流速条件下的水动力特性,进行了垂直并联内螺纹管内两相流不稳定性的试验研究,得到了不同条件下的水动力特性曲线和压力降、密度波2种脉动的典型脉动曲线.在试验参数范围内,分析了系统压力、质量流速、进1:2过冷度和上游可压缩容积对两相流不稳定性的影响.根据试验结果,采用均相流模型得到了不稳定发生的界限关系式,为超临界CFB锅炉垂直并联内螺纹管水冷壁的设计与安全运行提供了依据.     

气水双相混合物在四头内螺纹管中的流动特性

本文介绍了在气水双相试验台上进行的国产四头内螺纹管中流动特性的试验情况。经对试验数据的分析、整理,绘制了两张流型图,并导出了计算摩擦阻力和截面含汽率等经验公式。     

考虑汽水两相流动压降时的水冷壁流量偏差系数计算

根据平均管与偏差管压降相等的原理,在考虑汽水两相摩擦阻力压降与局部阻力压降的基础上,建立了水冷壁流量偏差系数η1的迭代求解方法,与目前常用的方法相比,本方法能够反映出热负荷,蒸发段长度等对流量偏差系数的影响,在此基础上,用这两种方法分别计算了秦岭电厂400t/h燃煤直流锅炉50％运行负荷下的水冷 壁流量偏差系数,为该锅炉低负荷运行时的水动力调整提供了依据。     

管内汽液两相流动摩擦阻力的试验研究

摩擦阻力计算是管内两相流动中的一个基本问题。本文在高压加热水回路中对水平直管内蒸汽-水两相摩擦阻力系数进行了试验研究。试验是在试验段加热和不加热两种条件下进行的,对本文作者之一提出的现己作为我国电站锅炉水力计算方法的摩擦阻力计算式进行了试验研究和论证。试验结果证明这种计算方法精度高,计算方法简便,优于现有的国外计算方法。     

用文丘利管测量高压汽水两相流体的流量及干度

本文从分相动量模型出发,提出了一个用文丘利管测量汽液两相流流量及干度的计算关系式,并以高压汽水为工质进行了详细的试验研究.在压力36.7～132bar、干度0.075～0.992、管道内径21mm、文丘利管的β值为0.5524的范围内,流量和干度的均方根误差分别为±2.377%、±4.993%。     

电加热管二维温度场计算

针对水平管、倾斜管中单相流及两相流由于自然对流的影响而使壁温、传热系数沿周向表现出不均匀性．提出了利用外壁面的两个边界条件来克服内壁西边界条件的不足．采用“径向节点内缩”技术的电加热管二维温度场数值计算模型。同时用并联网格电阻发热的概念处理非均匀内热源项。用此模型处理了Φ３２×３ｍｍ微倾斜管高压汽水两相流传热数据,结果令人满意。     

高压煤粉密相气力输送水平管阻力特性

通过试验和理论计算两种方法研究高压下煤粉密相气力输送水平管稳定段的压力损失情况.理论计算是在Barth气力输送理论基础上,引用Stegmaier的附加压力损失系数的经验关系式进行的.试验发现,尽管输送气体表观速度呈下降趋势,而水平管稳定段的单位压降随固气比增大而增加.显然,较高输送系统压力下气体引起的压降虽然不能忽略,但引起水平管段压降变化的主要因素是输送的煤粉浓度.通过试验值与计算值比较,发现试验与理论计算值吻合得相当好,说明基于Barth气力输送理论的附加压降法对高压煤粉密相气力输送阻力特性的计算具有较好的适应性.     

气液喷射器性能研究及结构优化

气液喷射器的工作性能，主要在于其混合室与喷嘴出口截面比以及喷射器进出口压降的影响。为考虑结构尺寸和进出口压降对喷射器性能的影响，对气液喷射器中两流体的混合状态进行了仿真计算，对两相流体在混合环境中的压强、流速等分布图的性质开展了具体的研究，并针对不同的气液流量比、混合室长度、混合室直径的喷射器结构的特性开展了比较，得到其工作效率和压降都随气液比、混合室长度以及直径增加而升高。但在效率升高同时，压降也随之上升，导致混合管内壁流效应和流体间的摩擦阻力均增大，使其工作效率大大降低。最后利用多目标优化设计，在保持喷射器高效率同时降低其压降，得到了三组混合室直径以及长度的最佳值，与初始结构对比，使其效率平均提高了24.25%,压降平均降低了88.43%。     

垂直并联多通道内高温高压汽-水两相流密度波型不稳定性的实验研究

在高压汽水两相流实验台上对垂直上升并联多通道中的汽 水两相流密度波型不稳定性进行了系统的试验研究,发现了并联多通道中汽液两相流密度波型不稳定性的主要特征,确定了系统压力、质量流速、入口过冷度、热负荷、进口及出口节流、可压缩容积等对该类不稳定性的影响;并将垂直并联多通道内高压汽液两相流的密度波型不稳定性与垂直并联双通道和单通道内的密度波不稳定进行了对比分析。所得结果可为大型直流锅炉和蒸汽发生器的设计提供依据。图13参10     

600MW超临界CFB垂直并联内螺纹管两相流压力降不稳定试验研究

在600 MW超临界CFB水冷壁变负荷实际运行条件下,以水冷壁实际采用的Φ28.6×5.8 mm的4头内螺纹管为研究对象,在高压汽水两相流回路上对垂直并联管中汽液两相流压力降型不稳定进行了试验研究.确定了压力、质量流速、进口过冷度以及上游可压缩容积对垂直并联内螺纹管两相流压力降型脉动的影响.结果表明,随压力增大,发生脉动的临界热负荷增加,界限干度逐渐升高,系统稳定性增强,脉动周期先变长后变短,脉动的振幅逐渐减小.本试验中,当压力P＞6 MPa时,就不再有压力降脉动发生;随着质量流速的增加,脉动发生的界限热负荷升高,而脉动的周期减小;进口过冷度对密度波脉动呈现单值性影响,随进口过冷度增加,界限热负荷单调增加,界限干度的变化表现出不同的趋势,在较低的质量流速下,随着过冷度的增加,界限干度单调下降;在较高的质量流速下,随着过冷度的增加,界限干度单调上升;上游可压缩容积对界限热负荷的影响较小,随充气比的增大,脉动的周期和幅值逐渐增大.     

利用双节流元件测量两相流干度

以经典均相流和分相流模型为基础 ,推导了一个理想条件下直接测量两相流干度的公式 ,分析了公式的适用范围。设计了水平孔板和垂直下降文丘利管串联组合的实验装置 ,并以空气和水为工质进行了实验研究。实验研究表明 ,在环状流区垂直下降文丘利管的压降特性更接近于均相流模型的计算结果。这种方法在文中给定的干度范围内测量的相对误差小于± 10 %。     

卧式螺旋管气液两相流摩擦阻力特性研究

在２种不同尺寸的卧式螺旋管内进行了油－气、气－水两相流和油－气－水三相流摩擦阻力的实验研究，在对实验结果和前人有关研究进行分析比较的基础上，给出了各流动条件下摩擦阻力的计算公式，为进一步研究提供了依据和基础。     

亚临界直流锅炉水冷壁管内传热恶化的试验研究

在试验研究的基础上,讨论了亚临界压力单面受热垂直管内汽水混合物传热恶化的特点。详细研究了四头内螺纹管强化传热的效果。提供了亚临界直流锅炉水冷壁管内传热恶化计算的关系式。     

高压锅炉中的内螺纹管的腐蚀与沉淀

前言在许多高压锅炉的设计中,要在所有的汽水回路里得到足够的质量流速是设计者难以做到的。增加下降管和上升管的流通截面可使质量流量增多,但这会使锅炉成本提高。为了在多种运行工况下不必靠较高的质量流速而能避免偏离核态沸腾(DNB),拔柏葛公司发展了一种内螺纹管,经过试验已在许多高压锅炉的炉膛内使用了这种内螺纹管。本文将讨论在已运行的高压锅炉上取样发现的内螺纹管的腐蚀和沉淀问题。