低质量流速下四头内螺纹管内汽-水两相流摩擦压降特性试验研究.doc

低质量流速下四头内螺纹管内汽-水两相流摩擦压降特性试验研究低质量流速下四头内螺纹管内汽-水两相流摩擦压降特性试验研究第38卷第1期化工机械l9低质量流速下四头内螺纹管内汽一水两相流摩擦压降特性试验研究吴友佩李强朱晓静王建国毕勤成(;2西安热工研究院有限公司;),,质量流速为250,1200kg/(m?s)和工质干度为0—1的工况范围内,×,内螺纹管内两相流体摩擦压降大于同等条件下光管;两相摩擦倍率随工质干度的增大,在高干度时出现峰值,之后随着干度的增大而减小;质量流速对两相摩擦倍率的影响较小;随着压力的增加,两相流摩擦压降倍率咖2n减小,且工质干度越高,,—6094(201I)O1—0019—05内螺纹管因其具有强化换热,并有效抑制锅炉水冷壁中第一类传热恶化(DNB),采用内螺纹管的水冷壁管内摩擦压降要高于光管,,西门子采用Benson低流速技术,在超临界CFB锅炉的设计中使用内螺纹管作为其垂直水冷壁的换热元件,利用垂直并联管在低质量流速下产生的自补偿特性(正流量响应特性)减小偏差管与补偿管之间的流量及壁温偏差,,工质流动动力来自给水泵压头,在较高质量流速的条件下,某根管子吸热量增加时,汽水混合物比容增大,流速相应增加,流过管子的阻力增大,导致流过该管子的工质流量减少,,自补偿特性的存在与否取决于水冷壁系统中上升管阻力的变化:当上升管吸热量增加时,如果流动阻力增大,则管中流量减少;若上升管吸热量增加时,流动阻力减小,,水冷壁自补偿特性的研究,其关键一点是对管中阻力的研究,掌握其变化规律,,即摩擦压降,,而流体在内螺纹管中摩擦压降的计算至今未有应用范围较为广泛且准确预测的计算关联式,且不同结构的内螺纹管其摩擦压降计算结果有所不同?.影响两相流摩擦压降的因素很多,有压力,含汽率(即蒸汽干度),质量流速,热流密度,管内表面几何特性,,,探讨低质量流速条件下汽一水两相流体的摩擦压降特性,详细分析各个系统参数对摩擦压降特性的影响,并拟合相应的经验关联式.}吴友佩,男,1978年9月生,,,试验工质从水箱1经滤网2过滤后,进入由高压柱塞泵3进行升压,然后分为两路进入系统:一路是为了调节主路的流量和压力而设计的旁路系统9;,,试验工质经流量调节阀和孔板流量计4调节流量后,进入套管式换热器5,在其中吸收从试验段出来的高温工质热量后,流人预热段6,加热到试验所需的试验段进口温度之后,进入传热试验段7加热至沸腾,由传热试验段出来的汽水混合物进入阻力试验段8后,——水箱;试验流程图2——滤网;3——高压柱塞泵;5——换热器;7——传热试验段;9——冷凝器;11——冷却水入口;4——孔板流量计;6——预热段;8——阻力试验段;l0——旁路;l2——冷却水出口试验段长度为2000m,其中四头内螺纹管管材为SA-213T2,其相应的结构参数如下:材料SA-×?-(周向)(参考值)螺纹顶宽(轴向)??.?—???.(参考值)2试验结果及分析研究两相摩擦阻力系数的传统方法是用一些专门定义的