流动锅炉及其水动力特性分析-强制流动特性（锅炉设备运行）

强制流动多值性设有一均匀受热的管道，单位长度的热负荷为ql(kW/m)，进入管道的工质为欠热的水，在L1段内被加热至饱和水，在L2段内水逐渐蒸发形成汽水混合物。总管长（L1+L2

）的压力降Δp可表示为：Δp=Δplz

·1+Δplz·2特性方程1L1段内单相水的流动阻力压力降为：L2段为汽水混合物，分析中假定为均相流体,其流动阻力可表示为：特性方程1根据饱和水和汽水混合物的密度计算方法，对以上两式整理后可得:式中为一元三次方程，其解可能有三个实根、两个实根一个虚根、一个实根两个虚根等三种结果，Δp=f(ρw)曲线及解的三种结果示于图单值函数单值段当入口水流量很大时，D点后管子的吸热量只能使水温提高而不产生蒸汽，故从管子流出的仍是单相水当入口水流量很少时（B点前），水进入管子后很快被汽化成蒸汽，管内主要是单相蒸汽的流动水动力多值性的物理分析2B点开始，在质量流速逐步上升，热水段长度增长，蒸发段长度缩短，蒸发段中平均质量含汽率减小，使总管段的平均密度增大强制流动多值性水动力多值性的物理分析2A点以前，质量流速起主要作用，故管压力降随着质量流速上升而增大；A－C段，管中平均密度的增大起主要作用，故管路压力降随着质量流速上升而下降；C－D段，蒸汽含量很少，工质质量流速又起主要作用，故管路压力降又上升强制流动多值性水动力多值性的物理分析2当进入管子的水是饱和水时，热水段L1=0，管子全部是蒸发段，管中产汽量不变，故只有质量流速的变化起作用，质量流速上升，压力降增大，特性函数是单值的汽水密度差别是造成水动力多值性的根本原因影响水动力多值性的因素有：管子热负荷q工质压力p管子进口水的欠焓影响因素3热负荷增大，水动力不稳定加剧01压力增高，水、汽密度差减小，水动力特性趋于稳定02压力蒸发管入口欠焓减小，热水段长度缩短，当入口水达到饱和温度时L1=0，水动力多值性消失03管子进口欠焓影响因素3超临界压力锅炉，提高蒸发管入口水焓值也能使水动力特性趋向稳定影响因素3防止水动力特性多值性的方法4蒸发管进口端加装节流圈02减小蒸发管进口欠焓01节流圈原理节流圈应装在热水段进口，保证流过节流圈的为单相水如图所示，蒸发端进口加装节流圈后，管路特性曲线陡度上升、使水动力特性曲线趋向稳定1—节流圈的水动力2—原管路特性曲线3—加节流圈后管路的特性曲线节流圈使水动力稳定强制流动工质脉动定义：在强制流动蒸发管中，工质压力、温度、流量发生周期性变化，称为脉动脉动使管壁产生周期性热应力，导致金属疲劳损伤甚至破坏脉动现象与原因脉动的原因可能与个别管子的吸热量突然增大有关水冷壁的脉动有三种类型0102管间脉动屏间脉动03整体脉动（1）管间脉动在蒸发管进、出口联箱的压力和总流量基本不变的情况下，管中流量发生周期性变化，其进出口有180度的相位差在并联管屏之间也会出现与管间脉动相似的脉动现象（2）管屏间脉动在发生脉动时，进出口总流量和总压头并无明显变化，只是各管屏间的流量发生变化（3）锅炉整体脉动发生整体脉动时不但入口水流量、蒸汽流量产生周期性波动，同时汽压、汽温也产生波动（1）压力脉动是由工质的汽水密度差引起的。提高工质压力可使管内脉动压力增值减小，脉动减轻脉动的影响因素（2）热水段阻力增加热水段的阻力可降低脉动压力增值的影响。热水段阻力大小是相对蒸发段的阻力来说的，故用热水段阻力与蒸发段阻力之比作为影响脉动的主要因素脉动的影响因素阻力比增大热水段进口端加装节流圈01增大管中质量流速02增大蒸发管进口欠焓03锅炉中增大热水段阻力的方法主要有吸热不均对流量不均的影响并联蒸发管中个别管子吸热不均对流量不均的影响，与管路压力降的组成有关Ⅰ当管路压力降的组成以重位压头为主时，吸热大的管子流量大，吸热小的管子流量小；当管路压力降以流动阻力为主时，与上述相反，吸热大的管子流量小，吸热小的管子流量大Ⅱ强制流动锅炉及其水动力特性分析任务9.4强制流动特性管路压力降特征01强制流动多值性02强制流动工质脉动03管路压力降特征01蒸发受热面管路压力降Δp略去加速度压力降后可表示为：Δp=Δplz+Δpzw

02循环自然流动时，管路压力降特性是重位压头为主要部分；强制流动时，管路压力降特征是流动阻力为主要部分03强制流动管路压力降略去次要部分可表示为：Δp=Δplz04因此，管路流动阻力压力降与质量流速的关系为Δp=f(ρw)，后者称为强制流动特性函数，其关系曲线称为强制流动特性曲线管路压力降特征单相水Δp=f(ρw)特征曲线对于单相流体，不计局部阻力时强制流动特性函数Δp=f