Влажность пара и переохлаждение

Влажность пара и переохлаждение [c.34]

В то же время с увели-чением влажности пара на входе в сопло растет рас- ,дд хождение между вычислен-, ными и полученными в опы- 390 тах значениями предельных расходов. Эти расхож-дения скорее всего объясняются переохлаждением газообразной фазы, которое отмечают авторы работы. [c.109]

Фиг. 18. Кривые для определения потери от влажности и переохлаждения в активных ступенях в про= центах от изоэнтропийного перепада. Цифры кривых указывают на начальную влажность в процентах пара в ступени.

Если известны показатели изоэнтроп для пара k , жидкости кв и двухфазной среды при равновесном расширении йр, то коэффициент снижения (недоиспользования) располагаемого перепада энтальпий можно определить по формуле (3-135). Эта формула (см. 3-7) определяет снижение располагаемого перепада энтальпий из-за неравновесности процесса расширения переохлажденного пара. Коэффициент зависит, в основном, от степени расширения е, начальной степени влажности уо и свойств рабочей среды. В процессе расширения до скачка конденсации этот коэффициент не учитывает необратимых потерь. [c.125]

Опыты, проведенные в соплах Лаваля и свободных струях за суживающимися соплами (рис. 6-12), отчетливо показывают, что скачки конденсации возникают только при сверхзвуковых скоростях, т. е. при числах Маха перед скачком МшЖ По опытным данным минимальные значения числа Mik= 1,15- 1,2. В околозвуковой зоне при 0,9<М<1,10 скачки не возникают даже при значительной начальной влажности пара. Существование запретной для скачков конденсации зоны чисел Маха легко объясняется тем, что в ней градиенты скоростей достигают максимальных значений и метастабильный поток обладает значительной устойчивостью к переохлаждению. Вместе с тем в соответствии с законом обращения воздействий в зоне околозвуковых скоростей исключен тепло- и массообмен меледу каплями и паровой фазой. [c.151]

Как первый, так и второй способы расчета не дают приближающихся к действительным значений коэффициента расхода. Как уже указывалось, распределение статического давления вдоль сопла показывает, что в случае сухого насыщенного или перегретого пара течение в сопле сопровождается переохлаждением. Детальные исследования течения влажного пара в свободной струе за срезом сопла (см. 6-1) показали, что даже при большой начальной влажности пар в критическом сечении всегда переохлажденный. [c.213]

Иллюстрацией процесса конденсации пара в турбинной ступени может служить график на рис. 12-3. Здесь представлены расстояние от горла сопла до места возникновения- скачка конденсации и отношение давлений перед скачком в зависимости от начального перегрева пара и начальной влажности перед соплом. Интересно отметить, что резкое перемещение скачка конденсации вниз по потоку наблюдается не сразу после перехода конца процесса в турбинной ступени через линию насыщения, а при величине диаграммной влажности уо = 0,4- -0,б%. Эта величина мало зависит от начального перегрева пара перед ступенью и соответствует приблизительно 10°С переохлаждения парового потока. Таким образом, для активной ступени максимальная величина переохлаждения при ы/со = 0,5 составляет около 10° С. [c.326]

Для ступеней, срабатывающих большие перепады, при небольшой начальной влажности потока баланс потерь будет иным. В этом случае основная доля потерь будет определяться переохлаждением пара и скачками конденсации. [c.347]

Коэффициенты расхода. Как уже отмечалось, численные значения коэффициентов расхода в существенной мере зависят от способа определения теоретического расхода. При обработке опытных данных по формуле (4-15), когда скорость и плотность среды определяются по равновесной г, s-диаграмме, коэффициент расхода [it возрастает с увеличением начальной влажности пара (рис. 4-7,б). Это объясняется переохлаждением пара в каналах решетки и соответствующим уменьшением его удельного объема. Уменьшение действительной скорости (по сравнению с равновесным процессом) влияет на расход пара в меньшей степени, чем изменение удельного объема. Такой вывод подтверждается теоретическими расчетами. При наличии перед решеткой начальной влаги рост коэффициента [c.86]

Как и в прямых соплах [61], в сопловых решетках турбин возникает переохлаждение пара, зависящее от геометрических и режимных параметров решетки, а также от начального перегрева (или соответственно начальной влажности). При переходе от перегретого к сухому, насыщенному и влажному пару относительное давление за решеткой р, а также во всех точках обвода профиля сопловой решетки несколько меняется (рис. 3.1). Минимальные давления на трех режимах устанавливаются на спинке профиля, вблизи узкого сечения канала и на выходных кромках р р, где формируется вихревое движение. За выходным кромками существуют условия, благоприятствующие частичной конденсации здесь [c.73]

В области перегретого пара влияние нестационарности приводит к появлению дополнительных потерь кинетической энергии как в ядре течения, так и в пограничном слое. В потоках конденсирующегося и влажного пара периодическая нестационарность дополнительно оказывает влияние на переохлаждение, конденсацию и дисперсность жидкой фазы, а следовательно, и на дополнительные потери энергии от влажности. [c.188]

Конденсационный процесс в конфузорных потоках пара имеет спонтанный и флуктуационный характер. Образование влаги в соплах, турбинных решетках и других конфузорных каналах при небольшом перегреве на входе или при малой начальной влажности происходит при достижении максимального переохлаждения, значение которого определялось, как правило, по параметрам ядра [c.194]

Для клапана № 1 (рис. 7.11), в котором возникают две отрывные зоны —на чаше и на входном участке диффузора — относительные расходы оказались более низкими, чем для клапана № 2, течение в котором в широком диапазоне изменения степени открытия является безотрывным. Характерно, что при малых перепадах давления на клапане (еа ет=е, с ) обнаруживается интенсивное увеличение расхода при переходе от перегретого к насыш,енному пару, а затем с ростом г/о расход уменьшается (рис. 7.11, б). Следовательно, подтверждается результат, полученный для изолированного диффузора ( 7.1) при появлении влаги возрастает сопротивление клапана, повышается давление перед диффузором, снижаются скорости и уменьшается расход. На режимах еа<бт = б с ростом начальной влажности расход увеличивается, так как возникает значительное переохлаждение среды, уменьшаются коэф- [c.247]

В зоне Вильсона (точка В) быстро выпадают ядра конденсации (/ Ю 1/м сек) и резко повышается температура пара Т" и степень влажности у. В то же время снижается переохлаждение ДГ и А-аТ, а температура капли приближается к температуре насыщения Tj. В данном примере процесс сопровождается локальным падением скорости с и некоторым повышением давления р. Так как градиент энтальпии за точкой Вильсона достаточно велик, то переохлаждение полностью не снимается. Под влиянием сильного падения энтальпии температура пара на значительном участке сохраняется приблизительно постоянной, несмотря на продолжающийся процесс конденсации. [c.125]

В опытах МЭИ [17] менялось количество влаги и ее дисперсность в подводимом к соплу паре. С появлением крупнодисперсной влаги перед соплом и при дальнейшем увеличении влажности скачки конденсации смещались к горлу сопла (рис. 43, б). Объясняется это явление тем, что переохлаждение зависит от величины перепада энтальпий в области за пограничной линией. [c.138]

Формула Баумана и аналогичные ей не отражают физическую сущность потерь от влажности. Включение в эти поправочные коэффициенты потерь от переохлаждения пара лишено физического смысла они имеют совершенно иную природу, чем механические потери. Сильное изменение опытных коэффициентов потерь в зависимости от условий работы ступени затрудняет рекомендовать какие-либо средние их значения даже для ступеней одного и того же типа. Эти коэффициенты необходимо рассчитывать хотя бы в грубом приближении. [c.211]

Поправка к , учитываюш ая влияние отношения давлений на коэффициент расхода, определяется по рис. 7.23, б, а коэффициент, отражающий степень неравновесности процесса расширения АГ в зависимости от средней дисперсности влаги в рассматриваемом сечении — по рис. 7.23, в. ц. Рост коэффициента при приближении начала процесса к линии насыщения объясняется тем, что действительный удельный объем уменьшается от переохлаждения по сравнению с равновесным значительно больше, чем снижается действительная скорость jw по сравнению с теоретической jT Щт)- При переходе через линию насыщения действительная скорость пара остается практически неизменной, в то время как jT существенно уменьшается вследствие уменьшения теплоперепада. Последнее приводит к дальнейшему росту р, - . Однако при увеличении влажности возрастают потери энергии и уменьшается с . Поэтому интенсивность роста вначале уменьшается, а затем значения падают. [c.295]

Переохлаждение пара в различных конфузорных каналах исследовалось в работах кафедры паровых и газовых турбин МЭИ [Л. 50, 54, 55]. Результаты опытов показали, что величина переохлаждения зависит от степени конфузорности потока (величины градиентов скорости), начальных параметров пара (начального перегрева или соответственно начальной влажности) и формы канала. Исследование переохлаждения осуществлялось в суживающихся и расширяющихся (сверхзвуковых) плоских и осесимметричных соплах, а также в криволинейных каналах и решетках турбин. [c.137]

На рис. 6-6 нанесены точки, соответствующие началу процесса и сечению максимального переохлаждения (возникновению скачка конденсации). Для каждого отдельного сопла точки располагаются примерно на одной линии сухости. Для меньшего начального перегрева фиктивная степень сухости Хф, соответствующая возникновению скачка, уменьшается, что соответствует увеличению переохлаждения. Это объясняется тем, что при малых значениях начального перегрева скачок конденсации возникает в зоне наибольших продольных градиентов скорости. Следует отметить, что для сопл с большими продольными градиентами линия Хф также лежит ниже, чем для сопл с малыми градиентами. Таким образом, с ростом градиентов максимальное переохлаждение увеличивается. Такое влияние продольных градиентов скорости на величину переохлаждения физически легко объяснимо. Увеличение продольных градиентов означает увеличение относительной скорости изменения всех термодинамических параметров пара. Чем больше скорость изменения параметров пара, тем дольше может сохраняться состояние переохлаждения. Следовательно, чем больше продольный градиент скорости, тем глубже в зону Вильсона пар расширяется без конденсации. Последнее означает, что при одних и тех же начальных параметрах ро и То с ростом градиента скорости скачок будет возникать при больших числах Маха. При появлении на входе в сопло крупнодисперсной влаги скачки конденсации не исчезают, а несколько перемещаются вверх по потоку. Отсюда следует, что даже при значительной начальной влажности (уо < 10%) капли крупнодисперсной жидкой фазы не могут служить центрами конденсации и расширение паровой фазы происходит с переохлаждением. [c.146]

На участке V осуществляется замороженное (с постоянной влажностью) течение, в котором пар расширяется, снова следуя адиабате Пуассона, а капли жидкости движутся как твердые, но деформирующиеся частицы. Заметим, что если замораживание наступает раньше, чем сформируются устойчивые центры конденсации, участки III и IV при фактическом расширении отсутствуют и пар вытекает из сопла полностью переохлажденным. [c.149]

Ниже рассматриваются результаты, полученные при исследовании обтекания клина и вогнутого угла, образованного на стенке сопла Лаваля, при изменении числа М[, величины перегрева и начальной влажности. Схема эксперимента иллюстрируется на рис. 7-8, где показано также распределение давлений в профилированном сопле Лаваля при различных параметрах потока на входе. Отметим, что при такой постановке эксперимента меняется дисперсность жидкой фазы, так как при Я >0 влага перед клином мелкодисперсная, а при уо>0 — крупно-и мелкодисперсная. Следовательно, кривая I на рис. 7-8 соответствует обтеканию клина потоком с крупными и мелкими каплями, а кривые 2—6 — потоком с мелкими каплями. Кривая 7 характеризует обтекание клина потоком перегретого (переохлажденного) пара. [c.187]

Как видно из рис. 8-4, в, коэффициент расхода i уменьшается с увеличением начальной влажности и перегрева. Абсолютные значения i лежат несколько ниже значений, которые обычно принимаются для перегретого пара. Несмотря на очевидные преимущества последнего способа определения ц , отвечающего реальному процессу расширения влажного пара в соплах с почти полным переохлаждением, он не свободен от недостатков и имеет очевидные ограничения по начальной влажности. Можно полагать, что при /о>25- -30% схема полного переохлаждения не реализуется. [c.215]

Совпадение опытных значений В для широкого диапазона изменений 8а объясняется также тем, что суживающиеся участки испытанных сопл выполнены практически одинаковыми. Абсолютные значения коэффициентов истечения для сверхзвуковых сопл ближе всего соответствуют данным для суживающегося сопла № 1 (рис. 6-2) при 8а = 0,1 (рис. 8-20, а). Однако для сопл Лаваля значения В оказываются несколько более высокими. Можно полагать, что в связи с большими отрицательными градиентами давления толщина вытеснения в горловом сечении мала. Как видно из рис. 8-20, й, даже при большой влажности (г/о>0,3) коэффициент истечения для сопл Лаваля растет с увеличением уо- Следовательно, и при наличии высокой начальной влажности первостепенное значение имеет переохлаждение паровой фазы. Для практических расчетов сопл Лаваля на слегка перегретом и влажном паре можно пользоваться коэффициентами расхода, рассчитанными в предположении полного переохлаждения. [c.233]

Исследованию подвергались два канала постоянного сечения с углами поворота 90 и 150°. Распределение давлений по образующим канала с углом поворота 90° представлена на рис. 11-7. Характер изменения р по выпуклой и вогнутой поверхностям показывает, что с ростом влажности безразмерные давления во всех точках растут. Аналогичный результат обнаружен в сопловых и активных решетках при больших углах входа потока (см. 11-1). Следовательно, течение в таких каналах происходит со значительным переохлаждением и некоторой подсушкой пара. Необходимо подчеркнуть, что описываемые опыты проводились с коротким подводящим соплом п эффектов, обнаруживаемых при длинном сопле, здесь не возникает. [c.301]

Gt. Кривая / построена по формуле (11.4) при fe=l,3, кривая 2 — по той же формуле при fe=l,135, кривая 3 — по формуле (11-5) с использованием i—s-диаграммы водяного пара, кривая 4 — по формуле (11-11). Как видно из графика, коэффициенты [х 1, рассчитанные по формулам (11-4) и (11-5), интенсивно растут с увеличением влажности и достигают значений 1,03—1,08. Коэффициенты расхода, определенные с учетом полного переохлаждения по формуле (11-11), в зоне влажного пара уменьшаются в связи с дополнительными потерями на разгон влаги, от переохлаждения и благодаря образованию пленки. Результаты расчета (рис. 11-24) показывают, что формула (11-11) физически более правильно отражает картину течения влажного пара в сопловых решетках (см. 8-2). [c.320]

На носике зонда происходит торможение потока переохлажденного пара. Процесс торможения при дозвуковых скоростях осуществляется постепенно в некоторой области торможения, примыкающей к носику зонда. Можно полагать, что процесс торможения сопровождается частичной конденсацией в зоне торможения и соответствующим тепловыделением. Вместе с тем появление в потоке крупнодисперсной (форсуночной) влаги несколько меняет картину течения в зоне торможения. Крупные капли, не попадающие в приемное отверстие, огибают носик зонда и оказывают эжекционное действие на мелкие капли и частицы паровой фазы в зоне торможения и приемной части зонда. Благодаря эжекционному действию крупных капель давление торможения, показываемое зондом, уменьшается. В этом же направлении влияет теплообмен. Так как температура пара в приемной камере зонда выше, чем температура внешнего потока, то происходят отвод тепла во внешнюю среду и соответственно снижение измеряемого давления торможения. Условия теплообмена могут заметно измениться в режимах с большой влажностью, когда на внешней поверхности зонда образуется пленка. [c.407]

В том случае, если срабатываемый ступенью теплоперепад недостаточен для возникновения спонтанной конденсации, выделение влаги в турбинной ступени возможно в зазоре между сопловой и рабочей решетками, на поверхностях и в кромочных следах рабочих лопаток. В работах [Л. 111, 182] на основании допущения о слабой конденсации пара на поверхностях лопаток (порядка 1—2% диаграммной влажности) предполагается, что основное выделение влаги происходит в ядре потока, в той части турбины, где будет достигнуто необходимое максимальное переохлаждение пара. Процессы движения переохлажденного пара, возникновение спонтанной конденсации и дальнейший рост капелек влаги рассчитываются при этих предпосылках точно так же, как и в соплах Лаваля, т. е. с использованием системы уравнений (2-15) — (2-20). По данным расчета максимальное переохлаждение может достигать величины [c.31]

Сравнение собственной температуры термонасадка, помещенного на оси сопла, с температурой насыщения показывает, что при конфузорном течении влажного пара даже со значительной степенью влажности имеет место переохлаждение. На основании кривой температуры зонда и известного значения коэффициента восстановления термонасадка, определенного для перегретого пара [c.142]

Как и в прямых соплах (см. гл. 6 и 8), в сопловых решетках турбин возникает переохлал дение пара, величина которого зависит от геометрических и режимных параметров решетки, а также от начального перегрева (или соответственно начальной влажности). На рис. 11-2 показаны графики распределения давлений и локальных значений переохлаждения АГ по обводу профиля решетки ТС-1А для перегретого, насыщенного и влал ного пара иа входе. Можно отметить, что при переходе от перегретого к сухому насыщенному и влажному пару относительное давление во всех точках [c.292]

Характеристика обледенения. В полете при отрицательных температурах в условиях ВЫС0К011 влажности атмосферы взвешенные в ней переохлажденные капли (их температура может быть значительно ниже 0° С, до —20° С и даже до —40° С) при соприкосновении с поверхностью летательного аппарата мгновенно кристаллизуются и прилипают к ней — аппарат обледеневает. Обледенение может также происходить при попадании сильно охлажденного, например, самолета в зону теплого воздуха (в результате конденсации паров и образования инея). [c.306]

Возвращаясь к распределению давлений вдоль образующих каналов (рис. 7.14, в), можно отметить, что с ростом влажности значения р во всех точках по обводам канала увеличиваются при этом несколько снижаются поперечные градиенты в канале. Графики р позволяют заключить, что наибольщее переохлаждение достигается в точках минимального давления на выпуклой стенке, где и возникает область интенсивной конденсации. С увеличением угла поворота снижение давления в точках выпуклой стенки значительно возрастает, что свидетельствует об увеличении переохлаждения и более интенсивной конденсации пара в этой зоне потока. [c.254]

Прочие потери определялись как разность Ат] — Среди этих потерь главную роль играет коэффициент переохлаждения пара Inep- Ему соответствует первый член в правой части формулы (VI.36). Найденная разность опытной и расчетной величин соответствует нашим представлениям о величине потерь от переохлаждения. Поэтому расчетную оценку коэффициентов механических потерь можно считать приблизительно отражающей действительность, несмотря на преувеличение принятого содержания крупнодисперсной влаги во второй ступени. Удовлетворительный результат расчета объясняется некоторыми неучтенными потерями изменением под влиянием влажности профильных потерь, сбросом [c.213]

Представляет интерес сравнение ударных поляр для влажного и перегретого пара. При одинаковом числе Mi = 1,84 и б = idem скорость за плоским скачком будет меньше для перегретого пара. Максимальные углы отклонения потока также уменьшаются при переходе в область перегретого пара, причем рааличие в значениях 6т возрастает с увеличением влажности. На рис. 7-7 приведено также сравнение экспериментальных и расчетных значений углов Pi для 6=12°. Как и следовало ожидать, Р]эк>Р)р- С увеличением влажности увеличивается расхождение между ударными полярами для влажного и перегретого пара. В предельном случае, при х,= 1, ударные поляры совпадают. Естественно, что при таком сравнении выпадают из рассмотрения некоторые реальные свойства двухфазной среды (дисперсность жидкой фазы, вторичное переохлаждение, скольжение и др.) в соответствии с принятыми допущениями. [c.187]

Следовательно, коэффициент истечения (и коэффициент расхода) для влажного пара будет зависеть, кроме перечисленных выше параметров, еще от натальной степени влажности уо= 1—величины переохлаждения АГ, занятой пленкой площади сечения сопла fпл = fпл/f и коэффициента скольжения v = j a. [c.208]

Рост переохлаждения пара AT=Ts—Tn.n вдоль потока приводит к уменьшению критического радиуса зародыша, к интенсификации процесса ядрообразования, и, начиная с некоторого момента (точка I иа рис. 2-1), число возникающих в единицу времени ядер J становится столь значительным, что распределение статического давления ц температуры пара начинает отклоняться от соответствующих параметров при предельно неравновесном процессе расширения. В точке 2 достигается предельное переохлаждение потока АТи, скорость ядрообразования I начинает уменьшаться. Суммарная поверхность капель оказывается столь значительной, что при данном переохлаждении потока начинается бурная конденсация пара. Давление и температура двухфазной среды резко возрастают. Переохлаждение пара уменьшается и в точке 3 становится практически равным нулю. Степень влажности потока у достигает практически равновесной (диаграммной) степени влажности г/д. Суммарное количество капель остается с этого момента постоянным, и дальнейшая конденсация происходит только лишь на зтих каплях. [c.22]

Перемещение зоны снонтанной конденсации при переходе от режима 4 (рис. 2-9) к режиму 5 вниз по потоку объясняется уменьшением переохлаждения из-за конденсации пара на мелких каплях, так как температура капель Тг хотя и выше температуры пара Т , но ниже температуры насыщения Г.,. При крупнодисперсной начальной влажности (режимы 6, 7) температура капель Т г оказывается выше не только тем- [c.32]

Изменение числа Ма при постоянных начальных нарамет1рах пара приводит к перераспределению зон конденсации. При малых числах Ма конденсация в основном наблюдается в кромочных следах. При больших Ма, когда величина переохлаждения потока АГм — ЗО - -ЗЗ С, в косом срезе решеток возникает зона спонтанной конденсации ( скачок конденсации), при этом эпюры размеров капель и влажностей существенно выравниваются. С ростом числа. Ма и соответственно переохлаждения пара размер капель влаги уменьшается как в кромочных следах, так и в ядре потока. Это связано с уменьшением диаметра ядер конденсации и ростом общего числа капель. На рис. 2-18 представлено изменение радиусов капель в некоторых характб рных точках пространства за решеткой (рис. 2-17) в зави- [c.48]

Х(р/Ро) вызывает уменьшение критического радиуса зародышей [формула (12.9)] и интенсификацию процесса ядрообразования. В некотором сечении потока число возникающих ядер в единицу времени f достаточно велико для того, чтобы вызвать повышение температуры расширяющегося пара. Повышение температуры пара происходит благодаря выделению теплоты парообразования при конденсации в паровую фазу. Процесс влагообразования начинается в точке Дав точке 2 поток пара достигает предельного переохлаждения. Общая поверхность образовавшихся капель оказывается значительной и при большом переохлаждении ДТ реализуется процесс лавинной конденсации. При этом переохлаждение пара уменьшается до нуля в точке 3. Влажность близка к равновесной (т. е. достигается степень влажности г/д). Общее Есоличество капелек сохраняется после этого момента примерпо постоянным и последующая конденсация реализуется на уже образовавшихся каплях. [c.322]

Пояснение. Опыты, проведенные при адиабатном течении слабо перегретого и насыщенного пара, показывают, что при достижении давления насыщения пар не сразу начинает конденсиро ваться, а некоторое время остается в однофазном, метастабильном, переохлажденном состоянии. Температура его становится меньшей, чем температура насыщения, соответствующая то.му давлению, которое пар в данный момент имеет. Переохлаждение А< = /з—<п иногда бывает значительным и досгигает 60—70°С. Конденсация начинается в свободной струе, если пар вытекает из суживающегося сопла. При течении в сопле Лаваля конденсация начинается в расширяющейся его части и протекает скачкообразно. Место возникновения скачка конденсации определяется многими факторами (величиной перегрева пара на входе в сопло или начальной влажностью, отношением давлений р=рср/ро, числом Рейнольдса, формой сопла). [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...