Вопрос 8 Тепловые процессы в конденсаторе

В конденсатор, как отмечалось выше, поступает не чистый пар, а смесь пара с неконденсирующимися газами (в основном с воздухом), которую принято называть паровоздушной смесью. Отношение количества воздуха Gв, попадающего в конденсатор, к количеству конденсируемого пара Gк называют относительным содержанием воздуха ε. Значение ε зависит от качества монтажа и ухода за конденсационной установкой, ее типа, мощности, нагрузки, конструктивных размеров и других факторов.Присутствие воздуха в конденсаторе отражается на тепловых процессах. Рассмотрим влияние присосов воздуха на распределение парциальных давлений в конденсаторе. Предположим, что в конденсатор (рис. 3.) при установившемся режиме поступает пар (Gк) и воздух (Gв) при давлении рк (рк — давление в приемном патрубке, которое называют давлением в конденсаторе).

Применяя закон Дальтона к движущейся в конденсаторе паровоздушной смеси, имеем рк=рп+рв где рп, рв — парциальные давления пара и воздуха в паровоздушной смеси. Связь между параметрами воздуха и пара, образующих паровоздушную смесь, с достаточной точностью описывается уравнениями идеального газа: рвVв=GвRвTв; рпVп=GпRпTп (2)Разделив почленно уравнения (2) при Vв = Vп и Тв = Тп (объемы и температуры находящихся в смеси воздуха и пара соответственно равны между собой), получим рв/рп=0,622ε (3)

Совместным решением уравнений (1) и (3) устанавливается связь между парциальными давлениями пара и воздуха в паровоздушной смеси или зависимость парциального давления пара рп от давления в конденсаторе рк и относительного содержания воздуха ε:

(4)

При входе в конденсатор относительное содержание воздуха очень мало и парциальное давление пара рп, подсчитанное по (4), практически оказывается равным давлению в конденсаторе рк (рис. 3, а). По мере движения паровоздушной смеси через конденсатор к месту отсоса пар конденсируется и относительное содержание воздуха ε растет. Вследствие этого парциальное давление пара рп в соответствии с (4) падает. Вместе с тем давление в зоне отсоса меньше, чем на входе в конденсатор (р'к < рк). Разность давлений на входе в конденсатор и выходе из него Δрк =рк -р'к называется паровым сопротивлением конденсатора.Условия теплопередачи в начальной и конечной стадиях процесса конденсации различны, для каждой из них в конденсаторе имеется своя теплообменная поверхность: зона массовой конденсации, обеспечивающая протекание первого этапа процесса, при котором конденсируется основная масса пара, и воздухоохладитель, предназначенный для снижения количества отсасываемого пара в паровоздушной смеси. Переохлаждение конденсата — это разность температуры насыщенного пара tп при давлении паровоздушной смеси рк на входе в конденсатор и температуры конденсата tк при выходе из конденсатора Δtк = tп - tк (рис. 3, б). Переохлаждение конденсата зависит от конструкции конденсатора, его нагрузки, температуры охлаждающей воды и др. Переохлаждение конденсата приводит к потере теплоты, затрачиваемой на последующий нагрев конденсата, а главное — сопровождается возрастанием количества растворенного в конденсате кислорода, Температура конденсата tк, находящегося в конденсатосборнике, может быть равна температуре пара t'п, а переохлаждение конденсата может достигать 3—5 °С. Для конденсаторов, в которых к конденсатосборнику имеется свободный доступ пара (регенеративные конденсаторы), Δtк =0... 1 oC, для других конденсаторов Δtк =3... 5 °С.

• Для уверенной деаэрации, особенно при малых расходах пара, многие конденсаторы снабжаются деаэрационньши конденсатосборниками струйно-барботажного типа.

Вопрос 10. Работа турбинной ступени при переменном режиме. Влияние степени реактивности на зависимость G=f(p2/p0)

Режим работы ступени (расход рабочего тела) зависит от параметров рабочего тела на входе (давления р0, температуры Т0, скорости с0) и давления на выходе р2. Зависимость расхода рабочего тела от этих параметров является основной характеристикой переменных режимов работы ступени:G=f(р0, Т0, с0, р2). При сохранении р0=const, T0=const и с0≈0 расход рабочего тела будет зависеть только от давления на выходе из ступени р2 G=f(р2) (рис.7)

или в относительных единицах q= f(ε2), где q= G/Gкр, ε2=р2/ р0. Критический расход рабочего тела Gкр через ступень установится при достижении критической (звуковой) скорости в выходном (узком) сечении сопловой (или рабочей) решётки. Давление на выходе из ступени в этом режиме называют предельным р2= р2пр. При р2< р2пр расход рабочего тела Gкр= const. При р2> р2пр расход рабочего тела G снижается от Gкр до нуля при росте р2 от р2пр до р0 (графически по дуге эллипса). Аналогично будет изменяться относительный расход q от относительного давления на выходе из ступени ε2 (рис.8). Рассмотрим зависимость q= f(ε2) для активных и реактивных ступеней.а) активные ступени, ρ=0.р2=р1; G=f(p2) = f(p1); р1/p0= р2/p0; ε1=ε2; εса2пр= εкр.

Предельное давление за активной ступенью р2= р2пр, при котором устанавливается критический расход, равно критическому давлению р2пр = ркр. Зависимость G=f(p2) для ступени не отличается от зависимости G=f(p1) для сопловой решётки. В относительных единицах q=f(ε2) = f(ε1).

б) реактивные ступени, ρ>0. р2<р1; ε1= р1/p0 > р2/p0=ε2; ε2<ε1; при ε1 = εкр ε2= ε2пр;

предельное относительное давление на выходе из реактивной ступени с суживающейся сопловой решёткой εcр2пр< εкр. Предельное давление за реактивной ступенью р2= р2пр, при котором устанавливается критический расход, меньше критического давления р2пр < ркр и зависит от степени реактивности.

Дата добавления: 2015-08-20