Расчет скачков конденсации

Уточнение расчетов скачка конденсации. Уравнения (IV.27)— (IV.29) можно также решить прямым путем — с привлечением таблиц параметров влажного пара или диаграммы is. За скачком предполагается равновесное состояние пара. Решение удобно находить графическим путем. [c.139]

РАСЧЕТ СКАЧКОВ КОНДЕНСАЦИИ [c.157]

Приравняв правые части уравнений (6-35) и (6-36), после преобразований получим основное соотношение для расчета скачка конденсации [c.167]

Подчеркнем, что при расчете скачков конденсации в расширяющейся части сопла Лаваля должны выдерживаться граничные условия на выходе из сопла. Поэтому, например, если давление за соплом выше расчетного давления, за скачком конденсации может располагаться адиабатический скачок уплотнения. [c.224]

Таким образом, при расчете параметров ускоряющегося изоэнтропийного потока следует различать три э апа процесса. В области дозвуковых режимов течения определение характерных величин можно, по-видимому, производить по соотношениям, описывающим движение без обмена массой между фазами системы. В интервале интенсивного образования в переохлажденном паре зародышей конденсированной фазы и вплоть до возникновения скачка конденсации для расчета могут быть использованы методы, приведенные в настоящей главе. Наконец, в области за скачком конденсации, сопровождающимся восстановлением термодинамического равновесия системы, параметры потока можно рассчитать с помощью соотношений (3-7) — (3-9) и уравнения кривой упругости. [c.156]

В рамках квазиодномерной модели с использованием системы уравнений (6.16) — (6.21) могут рассчитываться и сопла Лаваля. Точность таких расчетов, как правило, ниже точности расчета суживающихся сопл, в особенности на режимах с пульсацией скачков конденсации. Следует учитывать, что пульсационные режимы в соплах Лаваля могут возникать и при больших степенях расширения Fi = FJF , если начальный участок расширяющейся части выполнен плавным, с малыми скоростями расширения р. В таких соплах пульсационный характер течения локализуется в начальном участке сопла за минимальным сечением. [c.230]

Расчеты процесса конденсации требуют больших вычислений. Они выполняются обычно на ЭЦВМ. Эти расчеты еще недавно затрудняли исследователей, и они искали более простое решение задачи. Последнее основывается на том, что в зоне максимального переохлаждения параметры пара могут быстро изменяться. Это позволяет при определенных условиях приближенно рассматривать процесс мгновенным и решать задачу скачка конденсации в таком же плане, как скачка уплотнения. [c.133]

Расчеты и опыты в ЛПИ на многоступенчатой влажнопаровой турбине показали, что при нестационарном обтекании профилей скачок конденсации может сдвигаться против потока на целую ступень и даже более того, а это имеет существенное значение как для расчета живых сечений проточной части и выбора материалов, так и для проектирования сепарационных устройств и определения потерь энергии. [c.229]

Для детальных расчетов важное значение имеет дисперсность влаги по сечениям. Дисперсность влаги но высоте турбинной ступени в большой степени зависит от места и форм образования влаги в проточной части турбины. Так, например, если влага образовалась в данной ступени в результате возникновения скачка конденсации, размер частиц при различных давлениях и градиентах расширения будет находиться в пределах (0,5 -<2)-10" м. Если влага образовалась в вихревых дорожках, [c.291]

Анализ волновой структуры сверхзвуковых течений влажного пара приведен в гл. 7. Здесь даются теоретические методы расчета адиабатических скачков уплотнения в сверхзвуковых потоках. Главы б и 7 органически связаны, поскольку при сверхзвуковых скоростях скачки конденсации и уплотнения и волны разрежения возникают одновременно и взаимодействуют. [c.7]

Расчет построен на следующих допущениях 1) исследуется область сравнительно небольших давлений к насыщенному и переохлажденному пару применимо уравнение состояния pv = RT (для водяного пара это справедливо при р<2 бар) б) конденсация происходит только в скачках конденсации в) непосредственно за фронтом скачка конденсации влажный пар находится в состоянии термодинамического равновесия г) скорость жидкой фазы за скачком конденсации совпадает по величине и направлению со скоростью основного потока пара д) толщина скачка бесконечно мала. [c.158]

Важным этапом расчета конденсационных скачков следует считать определение мест возникновения их. Эта задача может быть решена приближенно. Для определения положения скачка конденсации следует воспользоваться данными, приведенными на рис. 6-14 . [c.165]

После определения интенсивности скачка конденсации (давления Р2) дальнейший расчет параметров не составляет труда и производится в следующей последовательности [c.167]

С ПОМОЩЬЮ диаграммы (см. рис. 6-22) для известных р, и АГм нетрудно найти р2 и по формуле (6-39) определить возрастание энтропии в скачке конденсации. Результаты таких расчетов представлены на рис. 6-23,6. С увеличением переохлаждения АГм и ри т. е. с ростом интенсивности, потери в скачке конденсации растут. [c.171]

По полуэмпирическим формулам или способами, изложенными в 6-3, устанавливается сечение, в котором возникает скачок конденсации. Результаты расчета позволяют фиксировать параметры переохлажденного пара перед скачком р, Гь Mi и величину максимального переохлаждения АГм- [c.172]

Сравнение экспериментального и теоретически рассчитанного повышений статического давления в скачке конденсации в зависимости от переохлаждения для давления перед скачком pi = Q,2b 0,3 бар представлено на рис. 6-15. Экспериментальные точки на графике получены путем экстраполяции кривой распределения статического давления, учитывающей искажающее влияние пограничного слоя. Расхождение между теорией и экспериментом оказывается большим при больших значениях ДГ, так как с ростом интенсивности скачка увеличиваются искажения, вносимые в измерения статического давления пограничным слоем. Вместе с тем следует отметить удовлетворительную сходимость расчета и эксперимента. [c.172]

Сравнение расчета с опытом проводилось только по интенсивности и углу наклона скачка конденсации (табл. 6-1). [c.173]

Некоторое расхождение между теоретической и экспериментальной кривыми на рис. 7-7 объясняется переохлаждением паровой фазы перед скачком уплотнения, не учитываемым в расчетах. Нарушение термодинамического равновесия между каплями и паровой фазой будет тем значительнее, чем больше расстояние между скачком конденсации и скачком уплотнения. В рассматриваемых опытах скачки уплотнения располагались на небольшом расстоянии от скачков конденсации и совпадение теории с опытом оказалось удовлетворительным. [c.193]

Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться экспериментальным графиком. Обработка многочисленных опытных данных, полученных на соплах разной геометрии и при различных параметрах пара, показала (см. рис. 2-2), что максимальное переохлаждение пара ДТ м в существенной мере зависит от времени расширения переохлажденного пара (от состояния насыщения до скачка конденсации т) и от градиента давления в месте возникновения скачка [c.23]

В учебнике изложены теория н методы расчета одномерного движения с учетом различных воздействий, плоского дозвукового течения идеальной жидкости, ламинарного и турбулентного течений вязкой жидкости н др. Рассмотрено плоское трансзвуковое течение и течение двухфазных сред, показано применение общих методов к техническим задачам (расчет характеристик аэродинамических решеток, лабиринтных уплотнений, скачков конденсации, гидродинамической смазки, переохлаждения, разгона капель и др.). [c.2]

При известных и Mj задаемся значениями рг и соответственно й з, р"2 и находим, при каком р2 уравнение (12.56) удовлетворяется. Аналогично ведется расчет, если заданы параметры торможения перед скачком конденсации ро , ро1 и Ml (или АГ)-В предположении полного переохлаждения определяются статические параметры полностью переохлажденного пара ри р1 и /ii. [c.327]

Вопросы о возможности образования скачка конденсации до сечения, в котором происходит запирание потока (критическое сечение), и о влиянии процесса объемной конденсации на максимальную мощность трубы были проанализированы Леви в той же работе [21]. Из анализа следует, что скачок конденсации происходит при достижении М=1,25, т. е. в зоне конденсации или за критическим сечением. Расчеты проведены в диапазоне температур от 475 до 650° С. Во всех случаях скачок конденсации имел место в сверхзвуковой области течения пара по длине трубы. Таким образом было показано, что мощность натриевой тепловой трубы не зависит от скачка конденсации. [c.78]

Сделаем несколько замечаний, относящихся к истечению насыщенных водяных паров через сопла. Как показывает опыт, пар, находящийся перед соплом в насыщенном состоянии, конденсируется при течении с некоторым запозданием, т. е. переходит сначала в пересыщенное состояние. Конденсация водяного пара, в результате которой степень сухости достигает равновесного при данных условиях значения, происходит обычно (при не очень больших начальных давлениях) за минимальным сечением сопла, т. е. после того, как достигнута критическая скорость, и притом очень быстро, с образованием конденсационного скачка уплотнения. Поэтому при расчетах сопел Лаваля для водяного пара необходимо принимать во внимание, что пар в суживающейся части и в- начале расширяющейся части сопла является пересыщенным (переохлажденным). [c.320]

Рис. 4.4. Поля концентрации влаги в косом срезе решетки в зависимости от начального перегрева при спонтанной конденсации в скачках (M,i,= l,4) (расчеты

В последнее время для определения объемного паросодержания и скольжения была разработана методика расчета этих параметров через полное давление торможения, измеренное при помощи зонда, который был установлен в выходном сечении трубы с диафрагмой [73]. Примерно аналогичный зондовый метод был применен и для определения перегрева жидкой фазы Б конусной части сопла Лаваля. Между тем, как установлено теоретически и экспериментально [18], при взаимодействии зонда со сверхзвуковой пароводяной смесью происходит образование перед ним косого скачка уплотнения, в котором могут протекать и процессы конденсации, и процессы испарения капель. Неучет этого может привести к значительным погрепшостям в определении параметров смеси. По этой же причине этот метод также не может быть использован для определения параметров точно в критическом сечении. [c.168]

При Кп<0,001 пар можно рассматривать как сплошную среду и применять обычные уравнения газодинамики. При Кп>10 пар следует рассматривать как свободный молекулярный поток и для расчетов конденсации и теплообмена следует использовать уравнения кинетической теории газов. Особенность процессов обмена в сильно разреженных средах заключается в том, что на поверхности тел, которые омываются средой, существует скачок скоростей и температур. [c.72]

Расчет сопл Лаваля в переменных режимах производится обычными методами, но с учетом переохлаждения и фазовых переходов. Задача расчета в режимах первой и второй групп сводится к установлению положения конденсационного скачка в сопле и определению интенсивности волн разрежения (или скачков уплотнения). При этом в зависимости от параметра f выясняется возможность последовательной конденсации внутри сопла. [c.236]

При расчете скачков конденсации независимыми параметрами являются давление, температура и число Маха перед скачком (рь Т Mik), которые могут быть определены, если известно положение скачка. Дополнительно необходимо знать угол конденсацион- [c.165]

На рис. 6-22 представлены построенные по указанной методике диаграммы для расчета скачков конденсации в области небольших давлений. Как видно из диаграммы (рис. 6-22, й), интенсивность скачков конденсации возрастает с ростом переохлаждения АТм и уменьшением статического давления перед скачком, что соответствует физическим представлениям о механизме скачковой конденсации. Степень сухости влажного пара за скачком конденсации уменьшается с ростом р и АТм (рис. 6-22,6). С увеличением АГм возрастают значения Mi sin р и Мг sin р. Увеличение давления р приводит к уменьшению этих комплексов. Отметим, что при всех значениях переохлаждения M2sin 3>l, т. е. скорость потока за скачком конденсации сверхзвуковая. [c.169]

Сопоставление результатов опытов Вегенера [Л. 10] с воздухом, имевшим начальную относительную влажность <Ро = 0,53, и проведенных им же теоретических расчетов показано на рис. 4-5. На графике изображено распределение вдоль сопла статических давлений перед скачком конденсации, в зоне скачка и за скачком. Точками отмечены результаты измерений сплошными линиями нанесены расчетные изоэнтропы нижняя,— отвечающая расширению воздуха без конденсации, и верхняя — от новых значений температур и давлений, возникаюш,их за скачком конден- [c.117]

Уравнения (4-33) — (4-37) имеет смысл привлекать к расчету процесса, начиная от тех сечений канала, в которых возникает интенсивное образование устойчивых зародышей, сопровождающееся заметным выпадением конденсата, и кончая местом, где завершается скачок конденсации и система жидкость—пар переходит в термодинамически равновесное состояние. С момента восстановления термодинамического равновесия в потоке перестают быть действительными уравнения (4-36), (4-36 ), а также выражения для определения скорости зародышеобразования, относящиеся к явлениям, происходящим в перенасыщенном паре. Уравнения же (4-33) — (4-35) без дополнительных связей, характеризующих междуфазовый обмен массой, не образуют замкнутой системы. В условиях фазового равновесия и совпадения скоростей паровой и конденсированной составляющих потока можно парожидкостную среду рассматривать как единую систему. Процесс изоэн-тропийного течения такой термодинамически равновесной системы полностью описывается приведенными в 3-3 уравнениями (3-7) — (3-9), к которым следует присоединить уравнение кривой упругости Т = f (р). Заметим, что система уравнений (3-7) — (3-9) свободна от такого допущения, заложенного в основу вывода зависимости (4-33) — (4-35), как отождествление свойств пара и идеального газа. [c.155]

Приведенные выше результаты расчетов, выполненных по методу Г. П. Симановского [133], относятся к сверхзвуковым скоростям в решетках с суживающимися каналами, когда спонтанная конденсация реализуется в скачках конденсации. Для дозвуковых скоростей расчет спонтанной конденсации в рамках этого метода не дает удовлетворительных результатов. Можно предположить, что все специфические явления, сопровождающие конденсацию при дозвуковых скоростях [периодическая нестационарность, флук-туационность конденсационного процесса (конденсационная турбулентность), влияние пограничного слоя и др., не могут быть учтены в принятой модели конденсирующегося пара]. [c.141]

Опыты. Рядом опытов в БИТМ [35] было показано, что бурное ядрообразование возможно при поступлении в сопло пара, уже содержащего капли. Частичное снятие переохлаждения этими каплями зависит от их количества и размеров, что ясно из расчетов процессов конденсации. Таким образом, скачки конденсации возможны во влажном паре. [c.138]

Впрочем, эти расчеты служили только для объяснения физических явлений в скачке конденсации, когда не было для этого более мощных средств. Эта попытка Д. Кинана подправить теорию скачка конденсации подтверждает в известной мере недостаточность средств макроскопической теории для расчета параметров потока после ядрообразования. Еще один шаг по пути исправления этой теории привел бы к рассмотренным выше методам расчета процесса конденсации. Переход к прогрессивным методам кинетики фазовых превращений закономерен и целесообразен. [c.139]

Состояние среды в начале процесса расширения в третьей стуиени, представленного на рис. 7.18, совпадает с состоянием среды за второй ступенью в точке 2 (рис. 7.18). Конечная влажность нара y.j = 1 — за второй ступенью является начальной для третьей ступени. Сепарация влаги за второй ступенью практически отсутствует, так как влага мелкодисперсная, независимо от того, возникла она в скачке конденсации или на обводах лопаток рабочего колеса. Таким образом, в расчетах третьей ступени необходимо учитывать начальную влагу У2 = i — и прирост влажности Ау = у2 — у в процессе расширения (г/з = 1 — а з)- [c.290]

На рис. 5-4 схематически показано снижение работоспособности влажного пара. Расчет проведен по формуле (5-94). Коэффициент 5н с уменьшением степени сухости Хо от 1,0 до —0,35 растет довольно медленно и лишь при дальнейшем уменьшении хо наблюдается его интенсивное увеличение. С уменьшением степени расширения е—Сн также растет. Следует заметить, что при е, меньших определенной величины, невозможно получение метастабиль-ного потока из-за возникновения скачков конденсации, переводящих поток в равновесное состояние. Непосредственно за скачком конденсации н=0. Однако в этом случае появляется новый вид потерь энергии — потери в скачке конденсации. [c.126]

При профилировании сопла необходимо, естественно, учитывать собственный спектр характеристик, показанный на рис. 8-10 тонкими линиями. За минимальным сечением образуется волна разрежения, в пределах которой и возникает конденсационный скачок. За конденсационным скачком в зависимости от его положения продолжается расширение потока в двух системах волн разрежения, индуцированных конденсационным скачком B tnN и BtriiNi) и стенками сопла ADL A и A DiLA). Как указывалось, профиль сопла на участках DL и DiL строится таким образом, чтобы отраженные характеристики были погашены. При расчете следует учитывать изменение термодинамических параметров паровой фазы в конденсационном скачке. С этой целью используются расчетные соотношения, выведенные в 6-3, или номограммы скачков конденсации. Если предположить, что фазовые переходы в конденсационных скачках не меняют физических свойств паровой фазы и ее последующее расширение происходит с полным переохлаждением, то и на этом участке можно применить метод характеристик для перегретого (переохлажденного) пара. Выходное сечение сопла в этом случае определяется по уравнению неразрывности [c.224]

Теоретические и экспериментальные исследования спонтанной кон- денсации пара подробно рассмотрены в работах [Л. 23, 37, 101, 158, 194]. Здесь же мы остановимся только на основных особенностях скачков конденсации и методах их расчета. [c.19]

Рассмотрим некоторые результаты расчета спонтанно конденсирующегося пара в решетках при невысоких начальных давлениях и сверхзвуковых скоростях. Зона конденсации располагается в косом срезе межлопаточного канала, непосредственно за минимальным сечением, что иллюстрируется рис. 4.4, на котором приведены результаты расчета течений насыщенного и перегретого пара в сопловой решетке С-9012А в виде линий постоянных значений влажности г/(. Как видно, концентрация влаги растет вдоль косого среза до внешнего кромочного скачка уплотнения, в котором происходит некоторая подсушка потока. С ростом начального пере- [c.136]

Зная сопротивление сети, по измеренным значениям давления нагнетания в насосе можно рассчитать значение /3. Результаты этих расчетов представлены на рис. 5.12 (кривая 5). На этом же рисунке представлены сравнительные выходные характеристики пароводяного инжектора, теоретически достижимые в рамках теории, изложенной в [47] (кривая 1), и на основе полученного в данной работе результата (кривая 2) при одинаковых начальных параметрах рабочей и транспортируемой сред. (Геометрия проточной части в обоих случаях будет различной.) Из сравнения видно, что работа насоса при условии наличия двухфазной смеси на входе в камеру смешения оказывается существенно более эффективной, чем при условии обязательной и полной конденсации рабочего пара перед входом в камеру смешения. Физически повышение эффективности работы насоса осуществляется за счет снижения диссипативных потерь в процессе обмена импульсом между паром и жидкостью. В первом случае в основе процесса, имеющего место в инжекторе, лежит механизм теплообмена и обмена количеством движения между транспортируемой и рабочей средой на основе вязкого трения. Во втором случае в основе обмена количеством движения в скачке лежит механизм упругого взаимодействия молекул пара с мелкодиспергированны-ми частицами жидкости. Вклад теплообмена и обмена количеством движения будет тем меньше, чем меньшим будет время протекания обменных процессов. Как было показано в [72], при определенных (максимальных) значениях противодавления скачок давления в камере смешения становится близким к прямому, т.е. время обменных процессов становится минимальным. [c.116]

Расчеты по формуле (1-3-5) показывают, что чем меньше давление пара и коэффициент конденсации н чем больше тем значительнее скачок температуры, На рис. 1-8 приведены значения скачка температуры АТоя в зависимости от давления конденсирующегося водяного пара и значения коэффициента конденсации / при 9noB=5s29 000 Вт/м [1-3]. Как следует из рис. 1-8, при определенных условиях скачок температуры может быть значительным. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...