На рис. 3.15 показано сопоставление экспериментально определенных значений коэффициента гидравлического сопротивления по формуле (3.11) с расчетом по формуле (3.1). Расхождение экспериментальных значений и расчета по формуле Г.К. Филоненко (3.1) (с учетом вышеизложенного при расчете числа Re) по всему полученному массиву данных не превышает 10%. Подобный простой подход позволяет получать хорошее согласие расчета с опытными значениями. Важным является правильный выбор температуры отнесения для расчета теплофизических свойств жидкости. Таким образом, в сильно недогретом закрученном потоке теплоносителя для расчета коэффициента гидравлического сопротивления вполне оправдано применение классических соотношений, модернизированных для закрученного потока.
Рис. 3.15. Зависимость коэффициента гидравлического сопротивления канала от температуры в лобовой точке. 1 – РУ №2 rw = 2200 кг/(м2×с), k = 0,37, Tвх = 20 °C, pвх = 1,0 МПа; 2 – РУ №3, k = 0,49, rw = 10700 кг/(м2×с), Tвх = 23 °C, pвх = 1,1 МПа
Как видно из представленных на рис. 3.13 – 3.15 данных, в условиях одностороннего нагрева, влияние локальных зон на поверхности канала с пузырьковым кипением (соответствующих для представленных данных условию Tст > 200 °C) на потери давления проявляется только в околокритической области тепловых нагрузок (Tст » 300 °C). Увеличение потерь давления, связанное с наличием паровых образований, конечно, не может быть учтено формулой Г.К. Филоненко (3.1). Для расчета потерь давления должны быть использованы методики, учитывающие двухфазность потока, например [63, 64, 71, 144, 164, и др.]. Расчет в данной области по (3.1) показан пунктиром на рис. 3.15. Представленные данные показывают, что в сильно недогретом потоке при одностороннем нагреве расчет по формуле Г.К. Филоненко (3.1) с учетом температуры отнесения для вязкости в виде (3.15) применим и в двухфазной области течения вплоть до критических тепловых нагрузок.
3.3. Выводы
В третьей главе представлены результаты экспериментального исследования гидродинамики в закрученном потоке. В опытах без нагрева получены данные в виде зависимости потерь давления от массовой скорости и коэффициента закрутки. Достоверность полученных данных подтверждена воспроизводимостью результатов, опытами при разной температуре жидкости, сравнением с данными других авторов.
Предложен физически обоснованный метод “спрямления” винтового канала. Учет эффективной скорости потока и длины канала в виде (3.4) и (3.10) соответственно, и использование этих параметров при определении опытных значений коэффициента гидравлического сопротивления в виде (3.11) позволяет с точностью получения результатов обобщить их с помощью хорошо известных соотношений для гладких труб, например формулой Г.К. Филоненко (3.1). Для расчета потерь давления в закрученном потоке в диапазоне, соответствующем проведенным исследованиям (k = 0–0.9, Re = 5×103 – 1×105), рекомендована формула (3.14), отличающаяся простотой и надежностью.
Впервые представлены систематизированные данные о потерях давления в закрученном потоке при одностороннем нагреве. Анализ опытных данных показал, что в области пузырькового кипения потери давления практически не изменяются с ростом температуры стенки и гидравлическое сопротивление определяется только скоростью течения и вязкостью в пристеночном слое. Представленные данные показывают, что в сильно недогретом потоке расчет гидравлического сопротивления по формуле Г.К. Филоненко (3.1) с учетом температуры отнесения для вязкости в виде (3.15) применим и в двухфазной области течения вплоть до критических тепловых нагрузок.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.