ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВОДЯНЫХ И ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ Истечение нагретой воды с газом из "Истечение теплоносителя при потере герметичности реакторного контура " Для выявления физической суш,ности происходящих процессов при истечении нагретой воды были проведены опыты по оценке распределения давления и температуры вдоль потока истечения. Исследование проводилось методом одновременного замера температуры и давления по оси канала истечения. После обработки опытных данных получены зависимости изменения параметров в функции от давления перед участком истечения (рис, 2.5) и величины недогрева до насыщения (рис. 2.6) и отношения длины к диаметру канала (рис. 2.7). [c.28] Анализ условий фазового перехода по длине канала позволяет выделить три характерных режима течения нагретой воды (рис. 2.8). [c.32] Третий режим течения (рис. 2.8, в). В цилиндрической части канала образуется метастабильный поток перегретой жидкости. Такой режим течения имеет место при коротких каналах (lld 8) во всем диапазоне недогрева до насыщения и при всех начальных давлениях. В выходном сечении устанавливается отношение давлений е, которое зависит как от начальных параметров, так и от относительной длины канала. [c.34] Выполненные исследования позволили построить номограмму зависимости e = f(p, Д , lid), представленную на рис. 2.9. [c.34] Рассмотренные модели охватывают весь диапазон исследуемых параметров адиабатного истечения нагретой воды через цилиндрические каналы при значениях IId от 0,5 до 18,4. Отклонение расчетных значений от экспериментальных не превышает 10%. [c.35] С эксперимента1льными массовыми расходными характеристиками, полученными авторами данной книги. Из рисунка видно, что расходы для случая истечения через каналы достаточной длины (l/d 8) удовлетворительно согласуются с приведенными расходными характеристиками во всем исследованном диапазоне давлений. [c.35] Исследованию подвергались цилиндрические каналы с острыми входными кромками диаметром 10 мм при отношении Ijd от 0,5 до 8. Параметры газоводяной смеси находились в пределах по давлению от 10 до 100 кгс1см , по степени недогрева воды до насыщения — от О до холодной воды с температурой 15° С и по объемному газосодержанию — от 10 до 90%. [c.36] Перед горячим опытом для каждого типа каналов снимали расходные характеристики смеси холодной воды с воздухом. Процесс истечения начинался открытием быстрозапорного клапана водогрейной камеры с одновременной подачей воздуха высокого давления в водогрейную камеру и на-смеситель (см. рис. 2.1). Массовый расход газа в процессе опыта удерживался, постоянным за счет постоянства перепада давления на смесителе. Масса и объем воздуха, поступившего на смеситель, определялись по изменению параметров среды (дО начала и после окончания истечения в газовых баллонах). [c.36] В опытах особое внимание было уделено качеству приготовления смеси. Это объяснялось тем, что в ряде работ, посвященных исследованию движения двухфазных сред [32, 92], указывалось, что от степени диспергирования смеси и турбулентности движения в значительной мере зависит истинное паро- и воз-духосодержание. В наших опытах для проверки этого явления использовались смесители пяти типов. Характерной особенностью всех смесителей являлся радиальный подвод воздуха через перфорированную диафрагму с малыми отверстиями. Испытан был также смеситель с установленным конусом, направленным острием против потока и с закручивающим устройством. [c.36] Испытания показали, что расходные характеристики смеси не зависят от типа смесителя. Это, очевидно, объясняется тем, что при истечении через канал при достаточно высоких параметрах хорошее перемешивание смеси обеспечивается острой входной кромкой. [c.37] При истечении холодной воды в смеси с воздухом с увеличением содержания воздуха плотность среды уменьшается, поскольку удельный объем воды остается постоянным. Одновременно уменьшается перепад давления по длине канала, который достигает минимального значения при Pi=100%. Оба эти фактора приводят к уменьшению массовых расходов. При истечении нагретой воды закономерность изменения массовых расходных характеристик сохраняется — массовые расходы по мере увеличения объемного содержания газа в смеси убывают. [c.37] На рис. 3.2 приведены массовые расходные характеристики, построенные в зависимости от начального давлеи.ия для случая истечения смесей холодной (а), недогретой до состояния насыщения ( б) и насыщенной (в) воды с газом. [c.38] В случае истечения нагретой воды с газом (на рис. 3.3, б недогрев до температуры насыщения 50° С) влияние расходного коэффициента убывает как с увеличением объемного содержания газа, так и с увеличением начальной температуры смеси. [c.40] При истечении смеси насыщенной воды (рис. 3.3, в) с объемным содержанием газа в пределах от О до 20% с увеличением Ijd массовые расходы монотонно убывают, достигая минимальных и постоянных значений при lld = 8. При объемном содержании газа более 20 7о расходы смеси насыщенной воды с газом не зависят от относительной длины канала, а при р1 60% эта независимость сохраняется для всего диапазона исследованных параметров. [c.40] Исследованием процессов истечения нагретой воды было установлено, что степень завершенности фазовых, переходов зависит от времени течения смеси по каналу, т. е. от относительной длины его. По этой же причине происходит уменьшение массовых расходов газоводяной смеси с увеличением отношения Ijd. Наличие воздуха в смеси (при прочих равных условиях) уменьшает степень неравновесности в потоке смеси. Сказанное достаточно наглядно подтверждается приведенными выше ри- сунками. [c.40] Для приготовления влажного пара использовалась водогрейная камера экспериментальной установки (см. рис. 2.1). В качестве рабочей среды применялась смесь влажного пара с холодным воздухом. Влажный насыщенный пар генерировался из воды, доводимой до кипения в водогрейной камере. [c.40] Во всех сериях опытов исходное давление в водогрейной камере было 110 атм это значение было выбрано по двум причинам во-первЫх, чтобы выдержать одинаковые начальные условия для всех опытов при дросселировании пара через паровой клапан во-вторых, чтобы иметь достаточный запас по давлению пара для всех режимов истечения. При таком способе дросселирования степень сухости пара Перед газовым смесителем составляла 0,96—0,98. [c.40] Б ходе опыта влажный пар из водогрейной камеры подавался в смеситель через управляемый паровой клапан.и паровую приставку. Одновременно в смеситель из газовых баллонов через газовый управляемый клапан подавался газ (воздух). Образовавшаяся парогазовая смесь, пройдя канал истечения,, сбрасывалась под слой воды водомерной колонки. [c.40] Объемное соотношение пара и газа в смеси в различных опытах регулировалось изменением проходного сечения канала, подводящего воздух к смесителю. [c.41] Аналогичная картина зависимости массовых расходов от влажности пара и объемного соотношения сохраняется и для других давлений. [c.42] Вернуться к основной статье