4.4. Изменение основных характеристик пароводяного потока по длине парогенерирующего канала

Длину испарительного капала можно представить через относительную энтальпию, которая в соответствии с (4.8) равна

x = (i—i')/r, (4.26)

где i — энтальпия потока в любом сечении канала.

На рис. 4.3 по оси абсцисс отложена относительная энтальпия. Точка Η соответствует сечению начала обогрева в канале. По мере перемещения потока вверх по длине энтальпия его растет и в точке 0 становится равной энтальпии жидкости при кипении i—i'. Следовательно,

Рис. 4.3. Характер изменения ос-новных параметров пароводяного потока

точка 0 отвечает окончанию экономайзерного участка и началу развитого пузырькового кипения. На участке Н0 относительная энтальпия отрицательна, в точке 0 х = 0, а далее х > 0. В точке х = 1 вся жидкость испарилась, эн-тальпия потока равна энтальпии сухого насыщенного пара: i= = i" =i' + r.

Температура потока t_п на участке Н0 все время растет, а на участке 01 остается неизменной и равной температуре кипения жидкости t_s. Температура стенки канала t_w на участке Н0 вначале растет, в точке А достигает значения температуры кипения, а в точке А' рост прекращается, поскольку в этом сечении начинается заметное поверхностное кипение с образованием пузырьков в пристенном перегретом слое.

От точки А' до х_гр температура стенки остается прак-тически неизменной. На этом участке в пристенном жид-костном перегретом слое осуществляется генерация пу-зырьков пара. В точке х_гр пристенная жидкостная пленка испаряется, прекращается регулярное смачивание стенки жидкостью, ухудшаются условия теплообмена, в связи с тем что стенка стала контактировать с паром. Температура стенки в сечении х_гр резко повышается. На участке от х_гр до х = 1 температура стенки несколько снижается за счет возрастания скорости потока и улучшения условий теплообмена, но остается значительно больше температуры стенки на участке от точки А до х_гр.

Парообразование на обогреваемых поверхностях может начаться в пристенном слое лишь после того, как тем-пература стенки достигнет температуры насыщения (точ-

ка А). Однако до тех пор, пока ядро потока остается хо-лодным, а толщина перегретого жидкостного пристенного слоя незначительной, зарождающиеся паровые пузырьки не могут достичь определенных размеров и конденсируются в холодном ядре потока. В связи с этим образующиеся пузырьки пара на участке АВ не дают ощутимого увеличения паросодержания в сечении канала. Поэтому на этом участке доля сечения канала, занятая паром, ничтожно мала, а истинное паросодержание φ не превышает значения порядка 10^-2. По мере возрастания температуры потока увеличивается толщина перегретого пристенного слоя, улучшаются предпосылки для роста паровых пузырьков.

В точке В пристенные паровые пузырьки вырастают до значительных размеров, а доля сечения канала, занятого ими, увеличивается. На участке ВС истинное паросодержание φ_q с увеличением относительной энтальпии быстро возрастает за счет роста паровых пузырьков в пристенном слое и проникновения отдельных пузырьков в ядро потока. На участке CD также наблюдается заметный рост истинного паросодержания (φ_q за счет накопления пара в ядре потока и генерации его в пристенном слое. На участках х_гр и х = 1 темп роста φ_q заметно снижается и при х = 1 также φ_q = 1. На рис. 4.3 нанесен график изменения истинного паросодержания φ₀ при адиабатическом течении парожидкостного потока. При отсутствии обогрева теплообменных поверхностей φ₀ = 0 в точке х = 0. И только по мере накопления пара в ядре потока истинное паросодержание становится больше нуля. С уве-личением х растет φ₀. При х = 1 φ₀ = 1.

Из графиков φ_q = f(х) и φ₀ = f(x) (рис. 4.3) видно, что φ_q > φ₀ вплоть до сечения х_гр. На участке от х_гр до х = 1 можно считать, что φ_q = φ₀.