旋膜式除氧器除氧原理及冷態(tài)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明 旋膜式除氧器除氧原理及冷態(tài)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明，隨著大容量發(fā)電機(jī)組的發(fā)展，熱力除氧器的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，對(duì)除氧器的除氧遙遙能要求越來(lái)越高。我廠生產(chǎn)的除氧器在除氧結(jié)構(gòu)上主要有旋膜管式、噴嘴、塔盤等，主要以旋膜管式應(yīng)用為廣泛。旋膜式除氧器具有運(yùn)行穩(wěn)定，適應(yīng)的流量范圍較寬，對(duì)入口水的水質(zhì)和含氧量要求不高，除氧遙遙能，制作難度小等優(yōu)點(diǎn)。在以往的設(shè)計(jì)中主要依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。因此，很有遙遙要做冷態(tài)試驗(yàn)，供產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)參考。對(duì)旋膜式除氧器的冷態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行介紹。
1實(shí)驗(yàn)背景
(1)由于膜式噴管(又稱旋膜噴管)傳熱系數(shù)高、傳熱強(qiáng)度大，在相同體積下，出力可大大提高；
(2)由于膜式噴管除氧能力強(qiáng)，對(duì)水質(zhì)、水溫要求不嚴(yán)，出力適應(yīng)范圍大，除氧遙遙能穩(wěn)定；
(3)鑒于上述特點(diǎn)，旋膜式除氧器在遙遙內(nèi)得到了較廣泛的應(yīng)用，不少用戶在高、低壓除氧器中均指定要求采用旋膜式除氧器。
2試驗(yàn)裝置的理論依據(jù)及試驗(yàn)程序
2.1膜式噴管的結(jié)構(gòu)及傳熱傳質(zhì)機(jī)理
膜式噴管結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造和安裝。它由具有一定長(zhǎng)度、大小不等的不銹鋼管，在管壁上開(kāi)有一定數(shù)量、尺寸不等的進(jìn)水小孔制成。進(jìn)水小孔與管壁在水平方向和垂直方向分別成一定角度。本次試驗(yàn)，膜式噴管進(jìn)水小孔孔徑為d=φ4.2mm,與管壁在水平方向成60°,在垂直方向成10°,如圖1所示。
膜式噴管在運(yùn)行時(shí)，水在噴管內(nèi)外壓差作用下，以一定的速度從管壁上的進(jìn)水小孔進(jìn)入噴管，在噴管內(nèi)獲得水平方向的圓周運(yùn)動(dòng)切向初速度和垂直向下的初速度，并在重力作用下旋流而下，在噴管內(nèi)壁形成高速旋轉(zhuǎn)的水膜，從而強(qiáng)化了汽水間的對(duì)流傳熱。當(dāng)水到達(dá)噴口噴出時(shí)，由于離心力的作用，水沿圓周各方向切向飛出，形成具有一定錐角的水膜裙。傳熱傳質(zhì)過(guò)程為在噴管內(nèi)部，加熱蒸汽由噴管中通過(guò)與水進(jìn)行傳熱傳質(zhì)交換；對(duì)水膜裙部分，水膜裙與加熱蒸汽接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)交換，由于加熱蒸汽與水膜裙內(nèi)外兩側(cè)接觸而增大了傳熱面積，提高了傳熱傳質(zhì)能力。
2.2試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)裝置的理論依據(jù)φ108×4.5mm,L=480mm的旋膜噴管上部鉆有24個(gè)小孔，該射流孔鉆成一定切向角β(60°±1°)和一定的下傾角a(10°+15′°),射流孔徑為φ4.2mm。水流經(jīng)該孔以4.6ms的速度射入管內(nèi)，由于存在切向角β,水流在射到管內(nèi)壁時(shí)有一切向分力而使水流沿內(nèi)壁形成連續(xù)而激烈的旋轉(zhuǎn)；又由于a向下傾角以及水自身重力使得快速旋轉(zhuǎn)的水流向下流動(dòng)，并形成水膜，其水膜厚度約為1~1.3mm。水離開(kāi)噴管下端出口流出后，呈旋轉(zhuǎn)拋物體的中空?qǐng)A錐形水膜裙；加熱蒸汽接觸水膜裙的內(nèi)外表面，使水和蒸汽有足夠的接觸面積而進(jìn)行換熱。
2.3試驗(yàn)程序
2.3.1采用φ108×4.5mm,L=480mm的旋膜噴管進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)以下測(cè)試要求及數(shù)據(jù)應(yīng)做詳細(xì)記錄。進(jìn)水壓力與壓差的關(guān)系；流量與射流遙遙的關(guān)系；記錄射流長(zhǎng)度、角度、水膜裙終端直徑及高度；目測(cè)水膜厚度與粒度；以流量表及時(shí)間計(jì)算流量噸位。
2.3.2采用φ89×4.5mm,L=480mm的旋膜噴管進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)以上測(cè)試要求及數(shù)據(jù)做詳細(xì)記錄。
2.3.3采用中108X4.5mm,L800mm的旋膜噴管進(jìn)行試驗(yàn)(用L480mm的旋膜噴管接[320mm的直管而成)，對(duì)以上測(cè)試要求及數(shù)據(jù)做評(píng)細(xì)記.
3.采用φ89X4.5m,800mm的旋膜噴管進(jìn)行試驗(yàn)(用L=480mm的旋膜噴管接L320m的直管成)，對(duì)以上測(cè)試要求及數(shù)據(jù)做詳細(xì)記錄。試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖2,裝置由壓力表、膜式噴管、水室、流量表、調(diào)節(jié)閥、托架等組成。本次試驗(yàn)采用的膜式噴管有以下三種規(guī)格φ89X45,L=480m;中108X4.5,1=480m;φ108X4.5,L=800mo每種規(guī)格噴管管壁上均開(kāi)有相互交錯(cuò)排列的4排進(jìn)水小孔，每排4Xφ4.2mm。
2.4試驗(yàn)過(guò)程
對(duì)每種規(guī)格、不同進(jìn)水孔數(shù)的噴管進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)以下測(cè)試數(shù)據(jù)及觀測(cè)結(jié)果做詳細(xì)記錄。
(1)壓差，即壓力表讀數(shù)，按壓差為5kPa、10kPa……60kPa,分別進(jìn)行試驗(yàn)。
(2)流量，即測(cè)定時(shí)間內(nèi)流量表終值與初值之差與測(cè)定時(shí)間的比值，并將單位換算為th。
(3)觀測(cè)水膜裙成膜狀態(tài)，測(cè)量并記錄成膜均勻完部分水膜裙的高度及終端直徑。
2.5整理數(shù)據(jù)及換算成熱態(tài)工況
將以上的數(shù)據(jù)整理并換算成熱態(tài)工況條件，分析比較管徑及長(zhǎng)度變化對(duì)水膜裙的影響。按圖2將各低件組裝完畢,通過(guò)調(diào)節(jié)閥對(duì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，按壓差為5kPa、10ke....0.kPa,分別進(jìn)行試驗(yàn)，記錄各壓差下的流量，膜裙完部分的高度和終端直徑。分別對(duì)φ89X4.5,L=480mm,旋膜管孔數(shù)為6、12、18、24;中108X4.5,L=480m,旋膜管孔數(shù)為12、18、4;中108X4.5,L=800m,旋膜管孔數(shù)為12、18三種規(guī)格旋膜管各個(gè)射流孔數(shù)時(shí)的工況進(jìn)行測(cè)試，并記錄數(shù)據(jù)供分析遙遙。

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