套管
0.5
将式(1)进行数学变换,可以得到水封管内流速u的计算公式: u =m/s (4)
至于流体的密度ρ,运动粘滞系数ν则可以从流体的物理参数表上查到。例如,压力为0.04MPa(表压)时,蒸汽的密度ρ=0.7943kg/m3,运动粘滞系数ν=16.06×10-6m2/s;压力为0.1MPa(表压)时,蒸汽的密度ρ=1.121kg/m3,运动粘滞系数ν=11.46×10-6m2/s 。水封管的阻力损失等于它的进出口压力之差。这样一来,我们只要根据水封管的进口压力P1(即设备额定压力)与出口压力P2(等于零)就可以计算出ΔP值;再采用试算法预先确定水封管的一个内径值d,根据水封管的结构从表1查得并计算出局部阻力系数之和∑ξ;将d值、K值代入式(3)可计算出摩擦阻力系数λ;根据d值可计算出水封管的横截面积A;然后根据式(4)计算出水封管排汽速度u ;最后根据下式就能够计算出水封管的排汽能力Q:
Q=3600uAρ kg / h (5)
只要计算出的排汽能力Q大于设备的最大蒸发量 ,即额定蒸发量D, 就可以认定我们预先确定的管径值是符合要求的。否则,还应加大管径d值重新进行试算,直到计算出的水封管排汽能力Q大于设备的额定蒸发量D。
对于水封保险器,笔者认为,只要按全部蒸汽都从主排汽管路通过,计算确定它应有的横截面积;然后计算出水封管排汽速度u;最后核算出水封管的排汽能力即可,不必考虑水箱下的那根小立管排汽所带来的影响。
3 结论笔者曾对额定压力都是0.04MPa 、额定蒸发量分别为100kg /h 和50kg /h的小型汽水两用锅炉所用的、从封头竖向插入锅炉中、总高度为4m的水封管,用本文叙述的方法进行计算,规格依次为Φ29×3(内径为23mm)和Φ22×2.5(内径为17mm)的无缝钢管就分别符合要求。这两台锅炉于2001年先后在永州市冷水滩区一所学校和一家食品店使用。在当年对它们进行的水封管排汽试验结果是:锅炉汽压一旦达到0.04MPa ,水封管出口就马上冒水,蒸汽大量喷出: 不到30秒钟锅炉压力就下降到0.03MPa 。在排汽的整个过程中未见压力表指示值有向上偏移,从而证明了本文的计算方法是可靠的。
参考书 1.周谟仁主编《流体力学 泵与风机》中国建筑工业出版 1979
2.高等学校试用教材《供热工程》(第二版)中国建筑工业出版社 1985
3.А.М.Латышенков 、 В.Г.Лобачев《Гидравлика》 1956