热水供热系统中空泡的形成和溃灭
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暖气系统中气泡形成的原因及影响避免气泡形成及对系统产生影响:接下来珞美暖通向大家介绍形成气泡的原因及影响:保证采暖系统高效静音运行的措施:首先在系统设计合理,规范施工安装最高点、根据采暖系统的大小,逐步缓慢提升采暖温度。
让溶入水中的空气析出排出系统,只有反复充分排气,才能使日后采暖系统的运行平稳无噪声。
在采暖系统的排气过程中,应遵循系统压力越低,越易排气;流速越慢,越易排气;温度越高,越易排气三原则。
在整个采暖系统的排气设置上,不仅需要燃气壁挂¯内置的自动排气阀高效可靠,采暖系统的整体合理设计、安装和调试,系统上的排气工序,缺一不可。
良好的全系统规范联动调试,才能保证用户在日后的使用过程中舒心、安心。
气泡的形成的原因:1)在初次补水过程中û有排尽系统中残留的空气,形成气泡;2)在后期系统运行循环过程中,原溶入水中的氧气随着系统水温的升高逐渐析123有的调试人员在调试时为了省事,不检查壁挂¯内置的自动排气阀是否处于开启状态,也有个别壁挂¯厂家¯内自动放气阀选用的质量不高,排气时系统水可能会随气溢出,调试人员为避免系统水自动从壁挂¯内的放气阀中ð出,而把放气阀ñ关闭,直接不打开,造成气泡随着系统水循环到壁挂¯内部不能有效排出,运行时会对燃气壁挂¯带来以下问题:1)气泡会使其壁挂¯内部及外部的循环泵“空转”,使循环泵工作效率降低,并产生噪音;2)气泡若进入主热交换器或二次板式换热器中,会阻碍热量的传递交换,使其热效率下降并产生噪音,严重者会使主换热器干烧、过热产生剧烈响声,壁挂¯报错;3)若气泡连续经过壁挂¯的测温探头处,对测量的温度会产生波动,间接影响4。
供热工程试题及答案一、选择题1. 供热工程中,常用的热水供热系统类型是()。
A. 开式系统B. 闭式系统C. 半开式系统D. 混合式系统答案:B2. 供热管道的热膨胀补偿方式通常采用()。
A. 弯管补偿B. 波纹管补偿C. 滑动支架补偿D. 以上都是答案:D3. 在供热系统中,用于减少热损失的措施不包括()。
A. 增加管道绝热层B. 采用高效散热器C. 降低供水温度D. 减少管道长度答案:C4. 供热系统中,循环泵的作用是()。
A. 提高热源的热效率B. 增加系统的供水压力C. 促进热媒循环D. 降低系统的热损失答案:C5. 以下哪种材料不适合用作供热管道的绝热材料?A. 聚氨酯泡沫B. 矿棉C. 玻璃棉D. 金属管答案:D二、填空题1. 供热工程的设计应遵循__________的原则,确保系统的安全、可靠和经济性。
答案:节能、高效2. 热水供热系统中,供水温度与回水温度的差值称为__________。
答案:供回水温差3. 为了减少供热系统的热损失,管道通常需要进行__________处理。
答案:绝热4. 在供热系统中,__________是指单位时间内所供热量与系统总热损失之和。
答案:循环水量5. 供热系统的热效率可以通过提高__________来实现。
答案:热源效率三、判断题1. 供热系统中,增加供水温度可以提高系统的热效率。
()答案:正确2. 供热管道的直径越大,系统的水力损失越小。
()答案:错误3. 供热系统中,散热器的安装位置对供热效果没有影响。
()答案:错误4. 供热工程中的热媒可以是水、蒸汽或者电。
()答案:正确5. 供热系统的循环泵只负责提供动力,不参与热量的传递。
()答案:错误四、简答题1. 简述供热系统的基本组成。
答:供热系统主要由热源、热媒输送管道、热用户(散热器或供暖设备)、循环泵、调节控制设备和热媒的补充系统等组成。
2. 什么是供热系统的热平衡?如何实现?答:供热系统的热平衡是指系统在稳定运行状态下,热源提供的总热量与系统总热损失相等的状态。
浅谈空泡现象广船国际江山内容提要本文浅显的分析空泡的形成原理和空泡破灭时的作用,以及空泡对在船舶造成的影响和损害。
本文研究空泡的原理,有助于今后了解和解释船舶建造和维修中碰到的一些超常规的现象,为完善船舶设计和维修提供参考依据。
主题词船舶空泡气蚀---------------------------------------------------------------------前言在我们的船舶建造和维修的过程中常常会碰到一些流体对船体和设备的损害,很多损害是由于流体的速度、压强的变化产生破坏性的空泡气蚀作用。
本文通过船舶维修中的一个案例来探讨一下空泡现象对给船舶带来的伤害,并浅显的研究空泡形成和溃灭的原因,提出防止空泡气蚀的方法.一、空泡的形成我司为瑞典GOTLAND航运建造的客滚船,在其营运过程中发现船舵的部分区域出现油漆破损并腐蚀的情况。
我们知道,舵叶外表都有油漆作保护,内层是树脂漆作底,外层有防海底生物油漆,这种保护足以保护舵叶保持3-5年无损伤,但为什么航行不到一年的舵叶就出现了破损现象呢?这些损伤的部位并不是均匀的分布在舵叶上,而是在特定的几个地方出现,仔细检查那些部位,发现那里非常不光滑,坑坑洼洼,就像一个个的小弹坑。
这到底是什么造成的呢?经对国内外舵叶维修的资料查询和分析,维修专家组最终认定造成这种伤害的原因是空泡气蚀导致的。
什么是空泡呢?我们首先就要从空泡的形成说起了。
空泡的形成需要从几个物理现象来解释。
第一个是沸点与压强的关系:水的沸点随压强的降低而降低。
我们知道烧开水时,水在标准大气压下(1个大气压相当于101325Pa),温度达到100℃,水就会沸腾,但是如果在海拔6000多米的高原,水温只要到达80℃左右就可以沸腾了。
在压强达到198490Pa时,即约不到两个大气压时,水到120℃才开,这个压强差不多是普通高压锅的压强。
这是由于空气气压不同导致其沸点不同的,气压越大沸点越高,气压越小沸点越低。
大连理工大学22春“建筑环境与能源应用工程”《供热工程》作业考核题库高频考点版(参考答案)一.综合考核(共50题)1.供热管网的热源仅能为单个热源。
()A.对B.错参考答案:B2.设计计算用供暖期天数,应按照累年日平均温度稳定低于或等于采暖室外临界温度的总日数确定。
()A.对B.错参考答案:A3.高温水网路和用户系统内,水温超过100℃的地点,应留有()的富裕压力。
A.30-70KPaB.30-50KPaC.130-150KPa参考答案:B4.下列系统中属于闭式系统的是()。
A.单管制系统B.双管制系统C.三管制系统D.四管制系统参考答案:BCD5.凝结水回收系统根据驱使凝水流动的动力不同,包括()等。
A.重力回水B.余压回水C.机械回水D.蒸发回水参考答案:ABC6.系统热负荷按照使用目的分类,包括()负荷。
A.供暖B.通风C.空调D.生产工艺参考答案:ABCD7.对于生产工艺的热用户,以()作为热媒。
A.水B.蒸汽C.没有限制参考答案:B8.对采用一般的铸铁散热器的供暖用户系统,与热水网路直接连接时,回水管路动水压曲线最高位置要求()。
A.不倒空B.网路上任意一点的压力不低于50KPaC.回水管压力不能超过4bar参考答案:C9.下列属于建筑节能途径的是()。
A.采用传热系数小的窗户B.尽减小建筑物的体形系数C.增大屋面的传热系数参考答案:A10.蒸汽集中供热系统中,当各用户之间所需蒸汽参数相差不大,或季节性负荷占总负荷比例不大时,一般采用双管蒸汽管道供汽。
()A.对B.错参考答案:B11.各用户的相对流量比仅取决于(),而与()无关。
A.网路各管段阻抗和网路流量,用户的阻抗B.用户的阻抗和网路流量,网路各管段阻抗C.网路各管段阻抗和用户的阻抗,网路流量参考答案:C12.提高热水网路水力稳定性的主要方法有()。
A.适当增大网路干管的管径B.采用水喷射器C.采用调节阀D.安装高阻力小管径阀门参考答案:ABCD13.多台并联运行的水泵,按照扬程和流量的直接叠加,可确定系统工作状态点及水泵台数。
热水供热系统中空泡的形成和溃灭清华大学热能系蔡启林北京建筑工程学院李锐内容提要本文研究了热水供热系统中空泡形成和溃灭的原因,提出了计算热水供热系统中空泡形成和溃灭的一种有效方法,可以用来分析系统的动态变化情况,为完善供热系统设计、制定操作运行规程提供科学依据.主题词热水供热系统空泡溃灭水锤一、前言随着我国集中供热事业的迅速发展,供热网的规模随之扩大,复杂程度相应提高,大型的集中供热系统一旦出现事故会带来社会影响,所以必须提高供热输配管网的安全性和可靠性。
管路系统中由于阀门误动作或事故停泵等原因造成的流体速度变化会产生具有破坏性的水锤.调查表明,很多事故都起因于管道内产生气泡,并随气泡溃灭引起水烫。
由于供热系统的水温较高,相对来说水的汽化压力也较高,出现水锤时一方面出现压力的急剧升高和降低,另一方面压力下降达到水的汽化压力时,使水汽化,极易发生气泡,产生空穴,重则产生空泡溃灭水锤,轻则产生汽蚀,降低了管道的使用寿命.上述问题在热水供热系统中比在一般的输液系统中要严种得多,是一个不容忽视的问题。
本文研究了热水供热系统中空泡形成和溃灭的原因,提出了分析热水供热系统中空泡溃灭水锤的可行方法.二、空泡的形成在供热系统管道中如果发生压力减小的现象,就会引起一个向下游传递的负压波,从而降低供热管道中的流速:而下游的水在波到达以前,仍以原来的速度运动,管道中这两部分水流速度的差别,相当于使水柱受到拉伸,而水是不抗拉伸的,当压力降低到汽化压力时,管内形成蒸汽穴.当水柱处于汽化压力下,其内部产生空泡,这种现象称为液柱分离.如果管内水中含有溶解的空气,那么压力下降到一定程度以后,原来溶解在水里的气体就会释放出来,这种现象称作气体透出。
气体在出是一个缓慢的过程,在管道中压力发生瞬变的情况下,负压波持续的时间不会很长,所以只有少量气体逸出;但是,这些少量气体将会影响水锤波传播速度.显然在液体压力降到汽化压力之前,溶解于水中的空气就会以汽泡形式放出.除了向下游传播的负压波会产生液柱分离外,当下游侧减压时,例如起动一个泵或开启一个阀门,也可能导致泵前、阀前管道内的液柱分离,形成空泡.在空泡形成以后,其体积会继续扩大,直到空泡前后的两个水柱的速度相等为止.在热水系统中,空泡形成的几率是很高的。
单空泡溃灭过程的动力学特性研究单空泡溃灭过程的动力学特性研究摘要:空泡溃灭是液体中常见的现象,其在许多科学和工程领域中具有重要的应用价值,例如在海洋工程中的超声波清洗、钢铁冶炼中的气泡除尘以及核工程中的燃料棒传热等。
本文通过对单个空泡溃灭过程的动力学特性的研究,分析了溃灭速率、溃灭压力和溃灭温度等关键参数对溃灭过程的影响,并探讨了溃灭过程中的能量转换机制。
结果表明,空泡溃灭过程的动力学特性受到多个因素的影响,其中液体的物性、气泡尺寸和环境条件等因素对溃灭过程起到关键作用。
本研究为进一步理解和优化空泡溃灭过程提供了有价值的参考。
关键词:空泡溃灭;动力学特性;溃灭速率;溃灭压力;溃灭温度1. 引言在自然界和工作中,空泡溃灭是一种普遍存在的现象。
空泡溃灭是指液体中的气泡在相变过程中,从存在到消失的过程。
其过程包括了液体中气泡的扩散、收缩和瓦解等阶段。
空泡溃灭现象广泛应用于海洋工程、能源工程和生物医学等领域。
因此,研究空泡溃灭过程的动力学特性对于深入理解其机理并优化应用具有重要意义。
2. 空泡溃灭的动力学特性在空泡溃灭过程中,关键的动力学特性包括溃灭速率、溃灭压力和溃灭温度等。
溃灭速率是指气泡在空泡溃灭过程中的消散速度,其决定了溃灭过程的快慢。
溃灭压力是气泡溃灭时液体对其施加的压力,其大小决定了溃灭过程中的能量释放。
溃灭温度是指在空泡溃灭过程中液体的温度变化,其与溃灭过程中的热耗散和传导有关。
2.1 溃灭速率的影响因素溃灭速率受到多个因素的影响,其中液体的物性是影响溃灭速率的重要因素之一。
液体的粘度越大,溃灭速率越慢。
此外,气泡的尺寸也会影响溃灭速率。
较大的气泡由于相变较慢,溃灭速率较小。
环境条件也会对溃灭速率产生影响,例如温度、压力和浓度等。
2.2 溃灭压力的影响因素溃灭压力受到液体的物性和气泡的尺寸等因素的影响。
液体的表面张力越大,溃灭压力越小。
此外,气泡的尺寸也会影响溃灭压力,较小的气泡由于体积小,溃灭压力较大。
收稿日期:2002-11-11作者简介:武 君(1979-),女,河北邯郸人,在读硕士,主要从事过程的空化强化研究。
专题综述水力空化及应用武 君,张晓冬,刘学武,夏远景,李志义(大连理工大学流体与粉体工程研究设计所,辽宁大连116012)摘要:本文对水力空化现象进行了较全面的综述,包括空化的产生、发展及溃灭的过程,给出空泡溃灭时的三种模型假设,并提出把空泡溃灭时产生的高压高温条件作为一种能量输入的方法用在化学反应过程等领域,介绍了水力空化装置及应用前景等,,对进一步深入研究空化现象及应用有一定的参考作用。
关键词:空化;流体流动;空泡;溃灭中图分类号:O35211 文献标识码:A 文章编号:1004-9533(2003)06-0387-05H ydrodynamic C avitation and Its ApplicationsW U Jun ,ZH ANG X iao -dong ,LI U Xue -wu ,XI A Y uan -jing ,LI Zhi -yi(R&D Institute of Fluid and P owder Engineering ,Dalian University of technology ,Liaoning Dalian 116012,China )Abstract :The hydrodynamic cavitation phenomenon included inception ,development and the collapse of the hydrodynamic cavitation has been reviewed.Three m odels have been proposed to explain the cavity collapse.The high pressure and tem perature which the collapsed cavities generated can be used as a method of energy im put.The paper als o includes that the hydrody 2namic equipment and the applications.This is im portant for the further research.K ey w ords :cavitation ;fluid flow ;bulb ;collapse 早在1753年,Euler 注意到,当水管中某处的压强若降低至蒸汽压甚至到负值时,水即自管壁分离,并在该处形成一个真空空间,通常人们将这种现象称为空化。
如何区分空化泡和空气泡简析姓名: 刘杰学号2013323060002 学院:水电学院在高速水力学中,水流伴随着空化,同时也存在不断掺气的现象。
空化产生的空化泡溃灭会对水工建筑物产生空蚀作用,水流的掺气又可以抑制这种空蚀作用。
然而,空化泡和空气泡都是气态组分,在特定环境下很难区分。
因此,为了正确区分空化泡和空气泡,需要对二者本质有系统性的认识。
本文将对二者的性质分别进行分析,给出区分二者的方法和规律。
空化泡又叫空汽泡。
区分空汽泡和空气泡主要从形成机理,组分,外形以及对水工建筑作用效果出发,以下将分别介绍。
一、产生机理的区别1、空化泡的产生机理空化泡来自于液体的汽化,即空化,是液体内局部压强降低到液体的饱和蒸气压时,液体内部或液固交界面上出现的蒸气为主的空泡的形成、发展和溃灭的过程。
描述空化状态的无量纲组合量称为空化数σ,无压,有自由表面表达式为:式中,Pv 是饱和蒸汽压强。
V越大,水流的空化系数σ越小;P大,初生空化数σi 越大。
其中P是底板上的绝对压强、V为液体未扰动处的流速,ρ为液体密度,Pv为液体在环境温度下的饱和蒸气压。
空化数越小,空化现象越显著。
通过改变来流压强或速度,可改变空化数和空化状态。
要在水体内部产生空泡,首先要使液体水的连续性被破坏,在水体内部形成水与气的界面。
也就是说,要使液体水发生断裂才行。
事实是,由于液体分子之间存在着相当大的分子吸引力,在常温条件下,水体可以承受很大的拉力。
试验和理论计算表明,为了使液体水断裂,大约需要4—100个大气压的拉力强度,因此,均匀、连续、纯净的水几乎不会产生空化。
空化能够生成的原因在于水体中含有“气核”。
实际上,在天然水体中一般都含有大量的肉眼看不见的极微小的不溶解于水的小气泡,其直径约为10-6—10-3cm,称为“气核”。
当水流的局部压强很低时,气核就会膨胀,由于气泡内的压强很低,在气泡及液体水的界面上会发生“蒸发”现象,水蒸汽分子进入气泡内与不溶解气体混合,形成所谓的空化泡,并使空化泡得以加速生长。
热水供热系统中空泡的形成和溃灭
清华大学热能系蔡启林
北京建筑工程学院李锐
内容提要本文研究了热水供热系统中空泡形成和溃灭的原因,提出了计算热水供热系统中空泡形成和溃灭的一种有效方法,可以用来分析系统的动态变化情况,为完善供热系统设计、制定操作运行规程提供科学依据.
主题词热水供热系统空泡溃灭水锤
一、前言
随着我国集中供热事业的迅速发展,供热网的规模随之扩大,复杂程度相应提高,大型的集中供热系统一旦出现事故会带来社会影响,所以必须提高供热输配管网的安全性和可靠性。
管路系统中由于阀门误动作或事故停泵等原因造成的流体速度变化会产生具有破坏性的水锤.调查表明,很多事故都起因于管道内产生气泡,并随气泡溃灭引起水烫。
由于供热系统的水温较高,相对来说水的汽化压力也较高,出现水锤时一方面出现压力的急剧升高和降低,另一方面压力下降达到水的汽化压力时,使水汽化,极易发生气泡,产生空穴,重则产生空泡溃灭水锤,轻则产生汽蚀,降低了管道的使用寿命.上述
问题在热水供热系统中比在一般的输液系统中要严种得多,是一个不容忽视的问题。
本文研究了热水供热系统中空泡形成和溃灭的原因,提出了分析热水供热系统中空泡溃灭水锤的可行方法.
二、空泡的形成
在供热系统管道中如果发生压力减小的现象,就会引起一个向下游传递的负压波,从而降低供热管道中的流速:而下游的水在波到达以前,仍以原来的速度运动,管道中这两部分水流速度的差别,相当于使水柱受到拉伸,而水是不抗拉伸的,当压力降低到汽化压力时,管内形成蒸汽穴.当水柱处于汽化压力下,其内部产生空泡,这种现象称为液柱分离.
如果管内水中含有溶解的空气,那么压力下降到一定程度以后,原来溶解在水里的气体就会释放出来,这种现象称作气体透出。
气体在出是一个缓慢的过程,在管道中压力发生瞬变的情况下,负压波持续的时间不会很长,所以只有少量气体逸出;但是,这些少量气体将会影响水锤波传播速度.显然在液体压力降到汽化压力之前,溶解于水中的空气就会以汽泡形式放出.
除了向下游传播的负压波会产生液柱分离外,当下游侧减压时,例如起动一个泵或开启一个阀门,也可能导致泵前、阀前管道内的液柱分离,形成空泡.在空泡形成以后,其体积会继续扩大,直到空泡前后的两个水柱的速度相等为止.
在热水系统中,空泡形成的几率是很高的。
由于供热系统水温较高,水的汽化压力也就比较高,例如供水温度150℃时,则水的汽化压力是38.6米水往.当负压波引起压力降低,低于当地热水温度对应的汽化压力时;管道内就会产生空泡.此外,管线铺设一般循地形变化进行,会有上坡、下坡,当泵停止运行时,管线爬坡的高处容易形成液柱拉断,出现较大范围的空泡段.
三、空泡溃灭及其危害
在空泡形成以后,空泡处的压强就不会再降低,这是因为空泡处是气体而不是液体,破坏了水的连续性.如果边界条件发生变化,通常上游的水柱会加速,而下游的水柱会减速;从而使上游的水柱赶上下游的水柱、空泡破裂、溃灭;或者当空泡中的气体带到下游压强较大的区域时,发生空泡的条件消失,也发生空泡的溃灭.如果空泡溃灭时其上下游水柱的瞬间速度差值是△V,那么水头的升高值可按下式计算:
(1)式中:a--水锤波传播速度,(m/S):
g--重力加速度,(m/S2)。
这个水头增加量可以大到足以破坏管子。
小型空泡的溃灭有时还不足以造成管道的立即破坏,但是空泡溃灭的同时,水质点将以高速填充空穴,发生相撞,这些现象发生在固
体壁上会使管壁受到腐蚀破坏,这是因为汽泡在金属表面凝结时,金属表面受到利刃似的高频强烈冲击,致使金属表面出现麻点以至穿孔,有时在这种破坏力作用的同时,还伴有电解、化学腐蚀多种很复杂的作用.
在热水管道中;如果有空泡形成;在压力正负波动时,汽泡在正压力下又凝结成水,产生最危险的空泡溃灭水锤。
这是由于空泡体积大,凝结成水后,体积中出现瞬时真空,这时空泡四周的水会以极快的速度冲向真空的那段体积,对撞的水有截流现象而产生水锤。
一般地说,这种水锤压力极高,危险性极大,这种空泡的形成和溃灭过程往往像拉锯一样要反复多次,使管道受到高频压力的冲击和剥蚀,降低了管道的使用寿命。
当供热管线爬坡的高处出现液柱拉断时,此时若突然启泵,大流量运行,高处的空泡也会因压力升高使汽泡凝结为水,真空柱段使水流快速撞击引发空泡溃灭,造成管线极大的压力峰值,压力大幅度上升,破坏管线.
通过以上的分析可见,空泡溃灭的危害性是相当严重的.以往在输水管路多次爆裂时,人们仅仅归咎于管材不好或施工质量欠佳,甚至温度变化等等,而对上述原因没有足够重视。
四、热水供热系统空泡溃灭水锤分析模型
在分析供热系统的空泡溃灭现象时,有很多数据通常是很难准确
求得的,例如:分布在整个液体中自由汽泡的总量;作为压力和时间函数的空气释出率等等。
这些都给问题的研究带来很大困难、涉及到水、汽两相流的问题,因此变得更为复杂.本文只是从"宏观的"观点来分析问题,而不是把注意力集中在两相流的气泡动力学上.
1.模型的基本假设
当供热管道中出现空泡时,认为空泡使水柱分离,而在压力升高时,被分离的水柱再度拟合,互相撞击.形成压力急剧上升.水柱分离及再度拟合现象的物理模型,基于以下假定:
(1)初始定常态没有自由空气或其它气体;
(2)瞬变期间没有气体释出,波速保持不变;
(3)水柱在分离后,两水柱的截面与管轴线是垂直的,两水柱之间的空穴充满蒸汽、其力等于水的汽化压力;
(4)水柱分离发生在管道分段的计算截面上.
2.模型的数学处理
在供热系统中流体管路的轴向长度远大于横向长度,其轴向流动速度远大于其横向流动速度,因而可以略去横向流动速度分量,认为所有流动参数是沿管路横截面求平均值;液体流动用于一元流动,计算截面之间的流体遵循常规的连续方程和运动方程
(2)
(3)
式中:H-一侧压管水头,(mH20);
t-一时间,(s)
D-一管内径,(m);
X-一计算点距起始点的坐标距离,(m);
f-一管道沿程磨擦阻力系数;
v-一速度,(m/s)
对于无空泡液体的流动,利用矩形网络及其定解条件就可以进行计算,因为在计算截面上压头和流量都是单值的.但是对于有空泡的流动,尽管可以认为截面处的压力是单值的,但是出入截面的流量必定有差别,因此当截面处出现空泡时,须对这个截面作新的内部边界条件处理.截面积的变化应满足连续方程:
(4)
式中:Qu--一流人截面的流量,
Q--一流出截面的流量。
V--一空泡的体积.
图1在管道中i截面出现空泡图示
出现空泡的内部边界条件是建立在规定时间间隔法的网格处
理基础上.如图1所示,认为i截面是集中空泡的的截面。
其内部
边界条件如下;
(1)取IC i=l,i截面有空泡;
(2)取H pi=Z i-H+H V
其中:Z I--i截面的位置水头,
H-一当地大气压头,
Hv-一绝对蒸汽压头;
〔3)计算△t内流人截面i的流量O pui以及流出截面的流量Q pl;
(4)计算空泡体积
只要空泡体积是正的,则截面i处的压力保持为蒸汽压力
差VCAVi.<0,那么边界条件变为:
(1)取I Ci=0,i截面无空泡;
(2)取VACVi=0,空泡体积为零;
(3)计算H pi=0.5(C m+C p)
其中
(4)按正常瞬变流动计算。
五、计算结果
本文以一个实际供热工程为例进行了计算:某回水加压泵站装备了6台型号完全相同的水泵,并联连结,其中4台运行,2台备用,泵站使用20SE-13型水泵,回水管道中水温70℃,管道的绝对粗糙度K=0.0005m,计算目的是求:加压泵站事故停转,即断电工况时,在回水管线上位置最高点的压力变化情况。
该点管径1200毫米,初始流量2016吨/小时,初始压力为15米水柱.
图2是计算点压力随时间的变化曲线,图3是该点回水管中空泡(气穴)体积随时间变化曲线。
结果表明,加压泵站发生事故时,空
泡不可避免的在回水管中位置最高点产生,回水管线中会出现-7米水柱的负压,要使系统安全运行,必须保证管道能承受-7米水柱的负压而不被压瘪、破裂.从图3看出,空泡的体积大约为3.3立方米,空泡破裂非常供,压力瞬间增加仅仅大约为7米水柱。
图2计算点压力--时间曲线图
图3气穴体积--时间曲线
本文的计算结果符合水锤事故分析的物理意义,与委托国外某公司计算结果十分吻合,表明本文的计算方法是分析热水供热系统中空泡形成和溃灭及其影响程度的一种有效方法.
六.结论
1。
在供热系统中,由于水温比较高,空泡的形成和溃灭是不可避免的,由此带来的问题比在一般的输液系统中要严重得多,是一个不容忽视的问题.
2.本文提供的方法和计算结果可以用来分析热水系统中空泡形成和溃灭的情况,分析系统的动态变化情况,为完善供热系统设计、制定系统操作运行规程提供科学依据.。