Общие положения • • • Основные факторы г/д процессов - режим движения и структура потока Для 1 -фазных процессов разработан метод расчета исходя из разделения потоков на 2 вида - с ламинарным и турбулентным режимами. Для 2 -фазных потоков расчеты усложнены - роль эмпирических исследований Определяющий параметр г/д процессов - скорость Скорости определяют гидравлические сопротивления Основные задачи гидродинамики ПГ: – определение потерь давления при движении среды, – расчет распределения расходов и скоростей среды по каналам, – обеспечение гидравлической устойчивости течения
Сопротивление движению однофазного потока • • • На движущийся поток действуют: – трение – вызывается вязкостью – Δpт, – местные сопротивления – вызваны изменением формы каналов, поворотами, сужениями и т. д. – Δpм, – сопротивление ускорению потока – при подводе тепла происходит рост объема среды, а значит, и скорости потока. Ускорение потока сопровождается появлением дополнительного сопротивления – Δpуск, – нивелирное сопротивление – в каналах с подъемным движением необходимость преодолевать силу тяжести. При опускном движении будет со знаком минус - Δpнив. сумма сопротивлений трения и местных сопротивлений – гидравлическое сопротивление: Δpг = Δpт + Δpм, полное сопротивление участка: Δp = Δpг + Δpуск Δpнив, Δpнив = g r ΔH, [Па]. ΔH – высота участка, в горизонтальных ПГ Δpнив 0, Δpуск = w 22 r 2 – w 12 r 1, w и r – скорости и плотности на входе и выходе, в ПГ АЭС изменение w невелико, Δpуск мало. Значит, основное сопротивление движению потока – гидравлическое Δp Δpг
Сопротивление движению однофазного потока • n n n Сопротивление трения для изотермического потока в трубах с постоянным сечением: Коэффициент трения зависит от вида жидкости, режима течения и шероховатости стенок ш. При высоких значения Re к-т трения определяется только относительной шероховатостью ш /rвн Шероховатость труб из углеродистой стали <0. 1 мм, нержавеющих - <0. 05 мм, со временем меняется из-за коррозии Сопротивление трения пропорционально квадрату скорости! Местные сопротивления: Δрм = м r w 2/2 м – к-т местного сопротивления – не зависит от Re, определяется только типом местного сопротивления. Значения м = 0. 5 1. 5 - получены эмпирическим путем, например: вход в трубы из коллектора 0. 5 поворот на 90° 0. 2 0. 4 резкое сужение сечения 0. 5(1 -fм/fб)
Сопротивление движению однофазного потока • • Итак, при продольном обтекании трубных пучков: Δрг = Δрт + Δрм = ( м + т l/d) r w 2/2 если каналы не круглой формы, то d=dэ=(d 2 в. к. – n d 2 н)/(dв. к. + n dн) где dв. к. – внутр. диаметр корпуса, n – число труб в пучке, dн – наружный d труб При поперечном омывании трубных пучков основное сопротивление - местное (попеременные сужения и расширения проходного сечения). Сопротивление трения не определяют, а вычисляют суммарное гидравлическое сопротивление: Δрм = поп r w 2/2 поп – к-т сопротивления поперечного пучка зависит от констр. характеристик и режима течения: – для шахматных пучков: поп = (a+bz 2)Re-0. 28 – для коридорных пучков: поп = (a+bz 2)Re-0. 26 (s 1/dн)-0. 23 здесь z 2 – число рядов труб в пучке, a и b – константы, зависят от шагов S 1 и S 2 Если поток набегает под углом, то добавляют поправку, которая зависит от угла e=(0. 15 1. 0)
