Образование капель воды и унос их паром. В барабане котла при вводе пароводяной смеси под уровень воды происходит ее дроб¬ уюпие и образование крупных и мелких капель. Дробление воды про¬исходит за счет ^затраты части кинетической энергии всплывающих на ее поверхность пузырей пара и за' счет освобождения части энергии Поверхностного натяжения при разрыве водных оболочек пузырей. При переходе из водяного объема в паровой скорость паровых пузырей уменьшается, так как увеличивается доля сечения, занимаемая паром .в области от фстаб до 1. При этом разность кинетических энергий" (за 1 с) потоков пара в водяном и паровом объеме барабана составляет р — площадь поверхности зеркала испарения, м2; фстаб -паросодержание в стабилизированном водяном участке. средние диаметры паровых пузырей и водяных ка¬пель; а — коэффициент поверхностного натяжения пленки; пит — .числа паровых пузырей и водяных капель, образующихся при разру¬шении одного парового пузыря. При обычно принятых небольших приведенных скоростях пара через слой воды при низком (0,3—0,5 м/с) и при высоком давлении (0,1—0,2 м/с) отношение АЕ„/АЕа составляет соответственно около Ю3 и 102 и, следовательно, образование мелких капель жидкости про¬исходит в основном за счет поверхностного натяжения, освобождаю¬щегося при разрыве оболочек паровых пузырей, упрочняющихся при наличии растворенных или взвешенных в воде веществ. Образовавшие¬ся на поверхности зеркала испарения капли за счет их кинетической энергии будут подпрыгивать на высоту /под. Если высота подпрыгивания капель больше высоты парового пространства барабана, то капли мо¬гут быть унесены из него потоком пара. Если /цод<(аейств, то такие капли выпадают обратно из потока пара в водяной объем барабана. Если относительная скорость капли равна скорости ее витания а)Вит, то высота подъема капли будет неограниченно большой. После того как начальная скорость капли перестанет оказывать влияние на ее движение, вертикальная составляющая стабилизирован¬ной скорости движения капли в восходящем потоке пара щ/ун = а>"— -"-Я18ит, где га"—скорость пара. Если а)вит>ш", то капля при отсутст¬вии устройств для ее задержания будет унесена потоком пара из па¬рового пространства барабана; если 1ИВПТ<Ш)"1 то капля упадет на зеркало испарения. При давлении 10 МПа, достаточной высоте паро¬
вого пространства барабана /ПоД0 =0,1 м/с потоком пара будут транспортироваться капли размером меньше 0,1 мм. Из приведенной характеристики образования капель влаги и выноса их потоком пара следует, что влажность пара зависит от нагрузки зеркала испарения и парового объема барабана, физиче¬ских характеристик воды и пара, а также солесодержания воды. За¬висимость влажности пара от его подъемной скорости определяется выражением ш = Л(шц)п, (12.20) где А — коэффициент, зависящий от физических свойств воды и пара, а также от солесодержания воды. Подъемная скорость пара пропорциональна нагрузке зеркала испарения и нагрузке объема парового пространства барабана, т. е. зна¬чению /?5=/)//? или #0=О/У, где О — нагрузка котла; ^ и V — пло¬щадь зеркала испарения и объем парового пространства барабана. Поэтому зависимость влажности пара от ш"0 и /?„ или /?5 идентич¬ны, следовательно, а; = Л (12.21) На рис. 12.7 показана зависимость влажности пара от нагрузки парового объема. При малых нагрузках повышение влажности происхо¬дит медленно и п<2. С ростом нагрузки влажность пара интенсивно увеличивается и п возрастает до 2—4. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к резкому увеличению п = 8+ 12 и влажности. Повышение дав¬ления увеличивает транспортирующую способность пара и долю мелких Рис. 12.7. Зависимость влажности пара, характеризуемой коэффициен¬том уноса, %, от нагрузки парового объема барабана (высота от уров¬ня в стекле до точки выхода пара 750 мм): капель влаги в паре. В результате влажность пара при той же нагруз¬ке будет больше, чем при меньшем давлении. На рис. 12.8 показана зависимость влажности пара от высоты па¬рового пространства барабана. С увеличением /дейетв влажность пара сначала резко уменьшается, а затем уменьшение влажности замедля¬ется. При умеренных значениях Я„ = 800-И000 м3/(м2-ч) увеличение Удейст более чем на 0,8—1 м не дает существенного уменьшения влаж¬ности пара. Существенное влияние на влажность пара оказывает соле-рсодержание воды. Это связано с уменьшением действительной высоты 'парового пространства барабана вследствие набухания водяного объе¬ма при увеличении солесодержания воды, а также повышения доли 'мелкодисперсных капель влаги, транспортируемых паром. С увеличе-"Нием влажности пара возрастает и коэффициент уноса солей, равный тношению солесодержания пара к солесодержанию воды: /С=5П/5В. На рис. 12.9 показана зависимость солесодержания пара и коэф-' фициента уноса от солесодержания воды при постоянных приведенной .Скорости пара и давлении. При увеличении солесодержания воды 5„ -до некоторого критического значения солесодержание пара увеличи¬вается пропорционально 5В и коэффициент уноса К остается постоян-. ным. При критическом солесодержания воды наблюдается резкое уве¬личение солесодержания пара и коэффициента уноса. Критическое солесодержание зависит от давления и состава взвешенных и раство¬ренных в воде веществ. С ростом давления критическое солесодержа¬ние воды уменьшается.
