课后习题（简答题）整理 （注：此内容仅供参考，如有疑义请自行查证) 习题一：金属固态相变基础 1、金属固态相变有哪些主要特征？ ①相界面特殊（不同类型，具有不同界面能和应变能）②新旧相之间存在一定位向关系与惯习面③相变阻力大（弹性应变能作用）4.易产生过渡相（降低形核功）5.晶体缺陷的影响（提供驱动力） 6.原子的扩散 2、哪些因素构成固态相变阻力？哪些构成相变驱动力？ 固态相变的阻力：弹性应变能和界面能；相变驱动力：新旧两相的自由能差和新相自由能较低 3、金属固态相变主要有哪些变化？ 内部组织或结构；有序化程度 4、固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？ 形核：均匀形核；非均匀形核：①晶界形核②位错形核③空位形核。新相晶核的长大，实质是界面向母相方向的迁移。 5、固态相变的长大速度受什么控制？ 无扩散型相变受控于界面过程；扩散型相变成分不变时长大速度主要受控于界面过程，成分改变时长大速度取决于扩散过程 6、C曲线为何呈“C”型（存在鼻点）？ ①过冷奥氏体转变速度取决于转变驱动力和扩散能力，而△T↑，△G ↑，D↓。 ②在A1～550℃区间,随过冷度增大,原子扩散较快,转变速度较快。 ③550℃以下,随过冷度增大,原子扩散速度越来越慢,因而转变速度减慢。 7.影响C曲线的因素有哪些？ 1.含碳量； 2.合金元素； 3.奥氏体晶粒尺寸； 4.原始组织、加热温度和保温时间； 5. 奥氏体塑性变形 习题二：钢中奥氏体的形成 1.热处理的条件：（1）有固态相变发生的金属或合金（2）加热时溶解度有显著变化的合金 为什么钢可以进行热处理？ ①α→γ固态相变﹄有相变重结晶 ②C溶解度显著变化﹄可固溶强化
今天学习与凝汽器相关的专业术语。） 学习内容摘要： 1、冷却倍率 2、凝汽器的极限真空 3、凝汽器的最有利真空 4、凝汽器端差 4.1、凝汽器端差的定义 4.2、影响凝汽器端差的因素 4.3、循环冷却水量和凝汽器端差的关系 5、凝汽器的过冷度 5.1、过冷度的定义 5.2、产生过冷度的原因 5.3、过冷度增加的分析 5.4、为什么有时过冷度会出现负值 1、冷却倍率 所谓冷却倍率，就是冷却介质的质量（冷源质量）与被冷却介质质量（热源质量）的商值。相当于冷却1kg热源所需的冷源的质量。 比如，凝汽器的冷却倍率＝循环水量/排汽量，一般取50～80。 2、凝汽器的极限真空 一般说来，需要采取各种手段，保证凝汽器有良好的真空。但是并不是说真空越高越好，二是有一个极限值的。这个极限值由汽轮机末级叶片出口截面的膨胀程度决定，当通过末级叶片的蒸汽已达到膨胀极
限时，如果继续提高真空，不可能得到经济上的效益，相反会降低经济效益。 极限真空一般由生产厂家提供。 3、凝汽器的最有利真空 同一个凝汽器，在极限真空内，提高真空，可使蒸汽在汽轮机中的焓降增大，从而提高汽轮机的输出功率，但是，提高真空，需要增大循环水量，循泵的功耗率增大。因此，就需要选择一个最佳工作点，即所提高的汽轮机输出功率与循泵增加的功耗率之差为最大时，此状态所对应的真空值为最有利真空。 4、凝汽器端差（端差在汽轮机的相关学习资料中讲得比较简单，没有详尽的资料，这里得出的结论是参考了几篇论文分析学习得出的）换管清洗请联系188 038 18668 （1）凝汽器端差：凝汽器排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与循环水出水温度的差值。端差则反映凝汽器传热性能、真空严密性和冷却水系统的工作状态况等，所以，在凝汽设备运行监测中, 传热端差是一个非常重要的参数，是衡量凝汽器换热性能的一个重要参数。 （2）哪些因素影响凝汽器端差：对一定的凝汽器，端差的大小与凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度，凝汽器内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速有关。凝汽器端差增加的原因有： A、凝器铜管水侧或汽侧结垢； B、凝汽器汽侧漏入空气； C、冷却水管堵塞；
关于凝固过冷度若干问题的探讨 解明国1陈其善2 （1.合力公司合肥铸锻厂、2.合肥工业大学） 1.问题的由来 过冷是贯穿凝固过程始终的一个非常重要的物理现象，它对铸件凝固组织的形成和状态特征具有重要的影响。在凝固过程的各个环节特别是在晶体生长阶段，凝固过冷度的表现形式多样且又受着各方面因素的制约，因而这种影响也就表现出高度的复杂性，进而干扰着我们对问题的分析和判断。 先看一个简单的例子。表1和表2是从可靠资料【1】上摘抄下来，并为人们广为认可的两 表1. 在不同的孕育状态下凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响 孕育剂 (CaSi) w/％0 0.05 0.1 0.2 共晶凝固过冷度 / ℃ 24 15 4 2 共晶团数 / 个·cm2 55 108 160 215 表2. 在不同的冷却速度下凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响 冷却速度 / ℃·min-1 60 120 200 375 共晶凝固过冷度 / ℃ 12 14 18 22 共晶团数 / 个·cm2 57 75 94 113 组数据。它们分别描述了在不同的孕育状态和不同的冷却速度下，共晶凝固过冷度对灰铸铁共晶团数的影响：前者的共晶团数随凝固过冷度的增加而减少；后者的共晶团数则随凝固过冷度的增加而增加。我们要问：为什么在这里凝固过冷度的大小与灰铸铁共晶团数之间存在着如此绝然相反的关系？我们应当如何去分析和认识这种现象？其实，类似的情况不仅存在于灰铸铁的共晶凝固过程之中，也不仅表现在凝固过冷度与凝固生核率之间的关系方面（灰铸铁共晶团数主要取决于共晶凝固生核率）。它普遍存在于各种合金包括生核与生长在内的整个凝固过程之中，进而对晶粒的大小、数量、固/液界面特征、晶粒形态以及枝晶间距等一系列凝固参数产生复杂的影响。因此只有从凝固过程的本质上对其进行深入地分析和探讨，才能对类似于上述问题中出现的复杂现象作出正确的解释和判断。 凝固是一个伴随着系统散热冷却而进行的液→固 相变过程。系统的散热冷却改变着液、固两相的体积 自由能（图1），影响着液、固两相的热力学相对稳定 性。当系统散热冷却到某一温度而使固相具有比液相 更低的自由能，从而获得更好的热力学稳定性时，则 会导致液→固相变的产生。在这里，相变驱动力为固、 液两相体积自由能之差ΔG V（=G S-G L），凝固产生的必 1
1．过热度 （1）制冷系统为什么需要过热度 2010-7-23 11:29 |提问者：冬儿王 推荐答案 为了保证压缩机的安全运转，防止产生液击现象，要求吸气温度比蒸发温度高一点，即应具有一定的过热度。过热度的大小可通过调节膨胀阀开启度来实现。 （2）液击：压缩机已经出现异常冲击（敲击或撞击）声时，并会强烈摇摆振动，说明液击正在之中。顾名思义，液击就是制冷剂液体（或润滑油）被压缩机吸入，造成压缩机的液击事故。 造成原因，系统制冷剂或润滑油过多，膨胀阀（或调节阀）的调节度（开启度）过大，蒸发器的热负荷（传热）不稳定，大型开启式压缩机的吸气阀开启过快（或卸载容量过快），系统设计安装不合理等，都有可能会造成压缩机的液击。 过湿（潮）制冷剂气体进入压缩机，很容易造成压缩机的液击。如果压缩机已经出现异常冲击（敲击或撞击）声时，并会强烈摇摆振动， 说明液击正在之中。液击最容易损坏压缩机的气阀，轻微短时液击可能问题不大，但经常长时间和较重的液击，会使压缩机的气阀变形、破裂、甚至破碎而直接损坏压缩机。另外加液过快也可造成液击现象（简单的说就是制冷系统有液体制冷剂进入压缩机汽缸冲击压缩机阀片。后果就是可能造成压缩机压缩部分永久性的损坏；准确的讲就是气体是可压缩的，而液体是不可压缩的，所以会造成阀片等部件的损坏！） （3）在蒸气压缩式制冷系统中，压缩机吸气口制冷剂蒸气过热度增大对系统制冷性能有何影响？在蒸气压缩式制冷系统中，压缩机吸气口制冷剂蒸气过热度增大对系统制冷性能有何影响？什么情况下的蒸气过热为无效过热？为什么对R502、R134a系统往往采用回热器？ 过热度太大对压缩机不好吧！装感温头吧 有影响，压缩机吸气口制冷剂蒸气过热度增大会影响机组的能效对压缩机的寿命也有影响 过热可以防止压缩机液击，基本不影响制冷能力； 如果过热吸收的热量不是由蒸发器吸收的（比方说蒸发器到压缩机之间的管路），那就是无效过热； 回热器是一种节能装置，理论上任何系统都可以采用。
第四章 流动沸腾 液体在管道或回路中流动时，产生的沸腾现象称为流动沸腾。 这种流动可能是外力强制形成，也可能是回路内的流体的密度差引起的自然循环。由于流动沸腾中伴随着各种类型的汽液两相流动，所以比池内沸腾更复杂。目前还无法对流动沸腾过程进行解析求解，研究的途径主要是实验。 §4-1 流型与沸腾工况 流动沸腾的特点: 1). 由于管道的沿途加热和液体蒸发，汽液两相流的流型 会发生一系列的变化。 2). 随着容积流量的增大，流体逐步加速使压力降增大， 而引起系统压力的下降，饱和温度也随之降低，这反过来对流型和沸腾产生影响。 因此，对沿加热管的流动沸腾，需分段进行分析计算。 3). 工程上，加热管的配置有竖直和水平两种典型方式（倾 斜布置管道处于二者之间）。在这两种情况下的流动和沸腾特性有明显的差别，一般分开研究。
一、竖直管内流动沸腾的流型和换热工况 如图，是典型的竖直管内流动沸腾的流型和换热工况。 当单相流体从下部进入加热管后， ①一开始，加热壁上尚不具备成核条件，这时流动为单相流，换热工况为液体的单相对流换热（A区）。
②随着液体被加热，温度升高，逐步使壁面上的某些开始满足成核条件，开始出现小汽泡。当汽泡长大到一定尺寸后，脱离壁面进入主流，在汽泡刚开始产生的阶段，液体核心区的温度高低于对应的主流压力下的饱和温度，使脱离壁面而后的小汽泡很快在过冷的液体中凝结，加速液体升温，使换热增强。这时的换热工况为流动过冷沸腾，其流型是泡状流(B区)。 ③当液体的主流温度达到饱和温度后，进入主流的汽泡不再凝结，换热进入饱和沸腾工况。 ④随着液体中汽泡数量的不断增加，小汽泡之间发生碰撞与合并，开始出现较大的汽团或称弹状大汽泡，其流型由泡状流演变为弹状流动(仍为饱和沸腾)。 ⑤随着液体的进一步汽化，含汽量的增加，两相流型转变为环状流，即汽相在管中心区，而液相附着于管壁上。 ⑥随着液层的变薄，壁面上的沸腾逐渐被抑制，汽化转变为汽液分界面上的蒸发，换热工况由饱和沸腾逐步变为强制对流蒸发。 这时，若壁面温度很高或壁面热流密度很大，则从环状流可以一直演变为雾环状流和雾状流，或者以泡状流直接过 度到反环状流。 环状流与反环状流的区别与成因： a). 环状流发生在两相流干度(质量含汽率x大)较高的条件，（汽多），核心区以蒸汽夹带夜滴为主； b). 反环状流则发生在高热负荷低干度（x小）的条件下，在壁面上形成一层气膜，主流核心区则是液体。
一、凝结水过冷的危害 由于凝结水的过冷却,使传给冷却水的热量增加,而这部分能量损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补,导致系统经济性下降。凝结水温度过低,即凝结水水面上的蒸汽分压力降低,气体分压力的增高,使得溶解于水中的气体增加。此外，凝结水中含氧量增加,将导致凝汽器内换热管、低压加热器及相关管道阀门腐蚀加剧,以致降低设备的使用寿命,不利于机组的安全运行。同时加重了除氧器的工作负担,使除氧效果变差,严重时会腐蚀处于高温工作环境下的给水管道和锅炉省煤器管,引起泄漏和爆管。因此需从各个方面对凝结水过冷度给以重视，并采取措施使其最小,以此来提高机组运行的经济性和安全性。 二、凝结水产生过冷的主要原因及影响因素 1．凝汽器内管束排列不好 凝汽器内由于冷却水管束布置过密和排列不当,使汽气混合物在通往凝汽器的管束中心和下部时存在很大的汽阻,引起凝汽器内部绝对压力从凝汽器入口到抽气口逐渐降低,使得凝汽器大部分区域的蒸汽实际凝结温度要低于凝汽器入口处的饱和温度,形成了过冷度。这同时造成了蒸汽负荷大部分集中在上部冷却管束处,蒸汽所凝结的水通过密集的管束,又在冷却水管外侧形成一层水膜,又起到再冷却凝结水的作用。 2.空气漏入凝汽器或真空泵工作不正常 在机组运行过程中,处于真空条件下的凝汽器、汽轮机的排汽缸以及低压等如有不严密处,则造成空气的漏入；另外,真空泵工作不正常,不能及时地把凝汽器内的空气抽走，这使得凝汽器中积存的空气等不凝结气体增加，这样不仅在冷却水管的表面会构成传热不良的空气膜,降低传热效果,增加传热端差，同时由于凝汽器内的蒸汽混合物中空气成分的增高,蒸汽分压力的数值相对于混合物的总压力就会降低, 而凝结水是在对应蒸汽分压的饱和温度下冷凝,所以此时凝结水温度必然低于凝汽器压力下的饱和温度,因而产生了凝结水的过冷却。 3.循环冷却水漏入凝结水内 机组运行中,由于管板胀口不严、钛管腐蚀或损坏，导致冷却水管破裂，冷却水便会大量漏入凝结水中，从而导致凝结水温度降低，过冷度增加，此时还伴有凝结水硬度增大的现象发生。 4.凝汽器水位过高 运行过程中,若凝汽器水位没有调节好，使凝汽器热井中凝结水水位过高，淹没了下部的冷却水管，这样冷却水又带走一部分凝结水的热量，使凝结水再次被冷却，过冷度必然增大。凝结水水位过高往往是引起过冷度增大的主要原因之一。
第35卷第11期中国电机工程学报V ol.35 No.11 Jun. 5, 2015 2788 2015年6月5日Proceedings of the CSEE ?2015 Chin.Soc.for Elec.Eng. DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.11.017 文章编号：0258-8013 (2015) 11-2788-08 中图分类号：TK121 卧式螺旋管内过冷沸腾换热特性实验研究 孔令健，韩吉田，陈常念，逯国强，冀翠莲 (山东大学能源与动力工程学院，山东省济南市 250061) An Experimental Investigation on Subcooled Boiling Heat Transfer in a Horizontal Helical Coil KONG Lingjian, HAN Jitian, CHEN Changnian, LU Guoqiang, JI Cuilian (School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong Province, China) ABSTRACT: The subcooled boiling heat transfer of R134a in a helical tube was experimentally investigated. The experiments were carried out at pressure ranging from 0.41 to 0.63MPa, subcooled from 6 to12℃, heat flux from 0.11 to 10.9 kW?m?2 and mass flux from 147 to 249kg?m?2?s?1. The wall temperature distribution of a horizontal helical coil was analyzed on the conditions of subcooled boiling. The experimental results indicate that the wall temperature distributions of the cross sections are non-uniform. The location of the cross section was found to has a significant impact on the transition from partial to fully developed subcooled flow boiling. The effects of the boiling heat flux, refrigerant mass flux, system pressure and inlet subcooling of R-134a on the coefficient of subcooled boiling heat transfer were explored in detail. The R134a subcooled flow boiling heat transfer coefficient increases with an increase in heat flux and system pressure. However, raising the inlet subcooling can cause a reduction on boiling heat transfer coefficient. Besides, the mass flux exhibits rather slight effects on heat transfer coefficient. The correlation of subcooled boiling heat transfer coefficient in horizontal helical coil was developed on the basis of regression analysis of experimental data. KEY WORDS: horizontal helical coil; subcooled boiling; wall temperature; heat transfer coefficient; correlation 摘要：在系统压力p=0.41~0.63MPa，过冷度ΔT sub=6~12℃，热流密度q=0.11~10.90kW?m?2，质量流量G=147~249kg?m?2?s?1的条件下，对卧式螺旋管内R134a过冷流动沸腾的换热特性进行了实验研究。分析过冷沸腾条件下螺旋管不同截面上的壁温分布表明：截面周向壁温呈现不均匀分布；螺旋管的截面位置对部分过冷沸腾向充分发展过冷沸腾的转变产生了很大影响。分析了各实验参数对充分发展过冷沸腾 基金项目：国家自然科学基金项目(51076084)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (51076084). 换热系数的影响趋势：随着热流密度、系统压力的增大换热系数不断增大；但是，当入口过冷度增大时换热系数却在减小；质量流量对换热系数的影响并不明显。对实验数据进行回归分析，发展了适用于卧式螺旋管内充分发展过冷沸腾换热系数的关联式。 关键词：卧式螺旋管；过冷沸腾；壁面温度；换热系数；关联式 0 引言 过冷沸腾作为一种高效的换热手段，在核反应堆、发动机冷却水套、核潜艇动力系统以及超导体线圈冷却等方面有着广泛的应用[1-4]。如我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置(EAST装置)，EAST 第一壁[5]中直接受到等离子体高温作用部件上的热流密度高达4MW?m?2。已有的冷却方法是将冷却水管与热沉通过钎焊的方法联接在一起，通过水的单相对流进行换热，但是随着运行参数的提高，单相换热已很难满足换热要求，必须采用过冷沸腾换热方式。 过冷流动沸腾传热是汽液两相流动与相变传热这两种复杂物理现象的耦合[6]。与饱和沸腾不同的是：过冷沸腾整体处于热力学不平衡状态。此时由壁面进入的热量不完全用于气液相变，部分热量将用于流体温度的提升。因此，研究过冷沸腾的特性与机理具有重要的意义。国内外学者对过冷沸腾已经进行了大量的研究[7-11]。在早期的研究中，Bergles[7]通过实验与理论分析计算相结合的方法对沸腾起始点和传热状况进行了研究，Levy[8]则通过理论分析建立了过冷沸腾中气相体积分数的计算模型，并通过实验数据验证了模型的准确性。Hong Gang[9]等通过实验对矩形窄通道在静态和起伏状态下过冷沸腾起始点进行了研究。研究结果表明：
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 凝结水过冷度产生的原因及减 小对策(2021版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
凝结水过冷度产生的原因及减小对策 (2021版) 了凝结水过冷度产生的原因及其对机组运行经济性、安全性的影响,从凝汽器的设计、改造、检修以及运行维护几个方面,提出了减小凝结水过冷度的对策,从而提高机组运行的经济性和安全性。 关键词:凝汽器;过冷度;经济性;安全性 1、引言 凝汽器是凝汽式汽轮机的主要辅助设备,是汽轮机组系统的重要组成部分,它工作性能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。而凝汽器运行状态的优劣集中表现在以下三个方面:是否保持在最佳真空、凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质是否合格。其中凝结水的过冷度越大,说明被冷却水带走损失的热量越多,而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补,从而导致整个热力系
统热经济性降低。而且过冷度越大,凝结水中的含氧量也越多,从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。因此需从各个方面对凝汽水过冷度加以重视并采取措施使其减到最小,以此来提高机组运行的经济性和安全性。 2、凝结水过冷度的定义和表示方法 2.1定义 凝结水过冷度表征了凝汽器热水井中凝结水的过度冷却程度,凝汽器热水井出口凝结水温度与凝汽器在排汽压力下对应的饱和温度之差即称为过冷度。 2.2表示方法 温度形式: Δtn=ts-tc 式中:Δtn—凝结水过冷度; ts—凝汽器绝对压力下的饱和温度; tc—凝汽器热井中凝结水温度。 3、过冷度产生的原因
汽轮发电机组凝结水过冷度产生的原因分析及消除对策 摘要：在详细分析了凝结水过冷度产生原因的基础上，介绍了其对凝汽式汽轮机组运行经济性、安全性的影响。从凝汽设备的检修以及运行维护的角度，提出了降低凝结水过冷度的几种对策，以提高机组运行的经济性和安全性。 关键词：凝汽器；过冷度；经济性；安全性 凝汽器的工作性能直接影响整个凝汽式汽轮机组的热经济性和安全性。而凝汽器运行状态的优劣集中表现在以下3个方面：是否保持在最佳真空、凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质是否合格。其中凝结水的过冷度越大，说明被冷却水额外带走的热量越多，而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补，从而导致系统热经济性的降低。而且过冷度越大，凝结水中的含氧量也越多，从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。因此需从各个方面对凝汽水过冷度加以重视并采取措施使其最小，以提高机组运行的经济性和安全性。 1. 凝结水过冷度的定义和表示方法 1．1 定义 凝结水过冷度表征了凝汽器热井中凝结水的过度冷却程度，可定义为在凝汽器壳体中的绝对静压力下，离开热井时的凝结水温度与凝汽器中蒸汽的饱和温度之差。凝汽器对凝结水应具有良好的回热作用，以使凝结水出口温度尽可能不低于凝汽器压力P 所对应的饱和温度t ，以减小汽轮机回热抽汽，降低热耗。1．2 表示方法l J (1)温度形式 △t n =t s - t c (1)式中：△t n为凝结水过冷度；t s为凝汽器绝对压力下的饱和温度；t c为凝汽器热井中凝结水温度。 (2)热单位形式 △τn = t c – t c1 (2)式中：△τn为凝结水过冷度的焓值； t c为凝汽器无过冷度时凝结水焓值；t c1为凝结水有过冷度时凝结水焓值。 2. 过冷度产生的原因分析
端差和过冷度标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
今天学习与凝汽器相关的专业术语。（本帖重点讲端差和过冷度，这个学习贴参考了不少论坛朋友的贴文，这里就不一一说明，统一在这里对你们表示感谢。） 学习内容摘要： 1、冷却倍率 2、凝汽器的极限真空 3、凝汽器的最有利真空 4、凝汽器端差 、凝汽器端差的定义 、影响凝汽器端差的因素 、循环冷却水量和凝汽器端差的关系 5、凝汽器的过冷度 、过冷度的定义 、产生过冷度的原因 、过冷度增加的分析 、为什么有时过冷度会出现负值 1、冷却倍率
所谓冷却倍率，就是冷却介质的质量（冷源质量）与被冷却介质质量（热源质量）的商值。相当于冷却1kg热源所需的冷源的质量。 比如，凝汽器的冷却倍率＝循环水量/排汽量，一般取50～80。 2、凝汽器的极限真空 一般说来，需要采取各种手段，保证凝汽器有良好的真空。但是并不是说真空越高越好，二是有一个极限值的。这个极限值由汽轮机末级叶片出口截面的膨胀程度决定，当通过末级叶片的蒸汽已达到膨胀极限时，如果继续提高真空，不可能得到经济上的效益，相反会降低经济效益。 极限真空一般由生产厂家提供。 3、凝汽器的最有利真空 同一个凝汽器，在极限真空内，提高真空，可使蒸汽在汽轮机中的焓降增大，从而提高汽轮机的输出功率，但是，提高真空，需要增大循环水量，循泵的功耗率增大。因此，就需要选择一个最佳工作点，即所提高的汽轮机输出功率与循泵增加的功耗率之差为最大时，此状态所对应的真空值为最有利真空。 4、凝汽器端差（端差在汽轮机的相关学习资料中讲得比较简单，没有详尽的资料，这里得出的结论是参考了几篇论文分析学习得出的） （1）凝汽器端差：凝汽器排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与循环水出水温度的差值。端差则反映凝汽器传热性能、真空严密性和冷却水系统的工作状态况等，所以，在凝汽设备运行监测中,传热端差是一个非常重要的参数，是衡量凝汽器换热性能的一个重要参数。
影响凝汽器过冷度的原因分析 凝结水过冷度是衡量凝汽器经济运行的重要指标，也是影响汽轮机经济运行的重要因素。过冷度每增加1℃，机组热耗率上升0.02%～0.04%。处理好凝结水过冷度，是汽轮机用户提高机组运行经济性必须抓好的一项工作。我厂 N300-16.7/537/537-8型汽轮机组，机组正常运行时，凝结水过冷度在不同季节及不同负荷下均有不同，在夏季时过冷度在1－2℃，冬季时过冷度在3－4℃，最高时接近5℃。查找凝结水过冷度超标原因是很繁琐的事，需要根据实际情况综合分析。 一、汽轮机凝结水过冷主要原因 汽轮机凝结水过冷的原因有设计、安装和系统维护方面的原因。设计、安装方面的原因主要体现在汽轮机投产试运行期间，凝结水过冷度偏大而整个系统的其他子系统均正常，这种情况下需要改变设备（主要指是凝汽器）属性或安装来解决问题。而通常遇到的凝结水过冷度偏高，一般是指正常运行的机组，由于系统设备出现了某种故障，致使凝结水过冷度突然增大的超标现象。 1.生产工艺方面 （1）凝汽器冷却水管外表面蒸汽分压低于管束之间的蒸汽平均分压，使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合气流的温度，从而造成凝结水过冷。即凝汽器汽侧漏入空气造成。 （2）凝结器内存在气阻，蒸汽从排气口向下部流动时遇到阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而造成凝结水过冷。 （3）蒸汽被冷却成液滴时，在凝汽器冷却水管间流动，受管内循环水冷却，因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水水温降低，并低于其饱和温度，从而造成凝结水过冷却。 2.设计安装方面 设计、安装主要是指凝汽器构造上存在缺陷，冷却水管束排列、安装不合理，使凝结水在冷却水管外形成一层水膜，当水膜变厚，下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内外层平均温度低于水膜外表面的饱和温度，从而造成凝结水过冷。 3.生产调整方面 （1）凝汽器汽侧积有空气，空气分压增大，蒸汽分压相对降低，而蒸汽却在相对较低的分压下凝结，使凝结水温度低于排气温度，从而造成凝结水过冷。 （2）凝汽器漏入空气，抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分压力增大，凝结水饱和温度降低，从而造成凝结水过冷。 （3）热水井水位高于正常范围，凝汽器部分铜管被淹没，使被淹没铜管中凝结水的一部分热量被循环水带走，从而造成凝结水过冷。 （4）循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度冷却，从而造成凝结水过冷。 （5）凝结器铜管破裂，循环水漏入铜管，使凝结水温度降低，从而造成凝结水过冷。 （6）补充的化学软水水温低于凝结水水温时，也会造成凝结水过冷。 以上因素也是其他型号汽轮机凝结水过冷的主要原因。不论是什么原因导致凝结水过冷超标，总是伴随着一定的现象产生，如循环水参数（温度、压力）、凝结水泵工作状况（压力、流量）、热水井水位、真空度等。具体分析凝结水过
凝结水过冷度产生的原因及减小对策参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
凝结水过冷度产生的原因及减小对策参 考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 了凝结水过冷度产生的原因及其对机组运行经济性、 安全性的影响,从凝汽器的设计、改造、检修以及运行维护 几个方面,提出了减小凝结水过冷度的对策,从而提高机组运 行的经济性和安全性。 关键词:凝汽器;过冷度;经济性;安全性 1、引言 凝汽器是凝汽式汽轮机的主要辅助设备,是汽轮机组系 统的重要组成部分,它工作性能的好坏直接影响着整个机组 的热经济性和安全性。而凝汽器运行状态的优劣集中表现
在以下三个方面:是否保持在最佳真空、凝结水的过冷度是否最小以及凝结水的品质是否合格。其中凝结水的过冷度越大,说明被冷却水带走损失的热量越多,而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补,从而导致整个热力系统热经济性降低。而且过冷度越大,凝结水中的含氧量也越多,从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。因此需从各个方面对凝汽水过冷度加以重视并采取措施使其减到最小,以此来提高机组运行的经济性和安全性。 2、凝结水过冷度的定义和表示方法 2.1 定义 凝结水过冷度表征了凝汽器热水井中凝结水的过度冷却程度,凝汽器热水井出口凝结水温度与凝汽器在排汽压力下对应的饱和温度之差即称为过冷度。
研究生“高等传热学”论文重庆大学动力工程学院
沸腾传热特点的综述 摘要：介绍了水平管内及竖直管内流动沸腾的流型图，池沸腾及管内流动沸腾的传热强化技术，窄微流道内沸腾的传热特性。并对沸腾传热的研究方进行了展望。 关键词：沸腾传热、流型图、强化技术、传热特性 1、引言 沸腾传热和汽液两相流是由本质上十分复杂的沸腾和两相流动两种物理现象耦合在一起的一种热流体流动过程，在核能、火箭、航天、材料等技术领域和能源、动力、石油、化工、冶金、制冷、食品、造纸等工业中得到了广泛的应用。管内流动沸腾按管道布置方式主要有水平管内流动沸腾，竖直管内流动沸腾两种方式；按流道结构分主要有圆管内流动沸腾与矩形流道内的流动沸腾；按流道的尺寸分主要有常规流道及窄微流道两种。本文主要对不同管内流动方式的特点进行综述。 2、水平管内流动及竖直管内流动沸腾 2.1 水平管内的流型 水平流动下流场受到重力场作用，呈较显著的相分布不均匀性。常见的水平同向流动的流型主要有弥散泡状流、层状流、间歇流和弥散环状流。 弥散泡状流的示意图如图1所示，从图中可以看出汽泡收到浮力影响，弥散在流道顶部。随着流速增大汽泡成泡沫状弥散与整个流道。 图1 弥散泡状流的示意图 层状流又可细分为纯层状流和波状层状流。纯层状流的示意图如图2所示，从图中可以看出汽相在流道上部流动，液相在流道底部流动，重力使两相完全分离，两相交界面光滑。随着汽相流速增大，汽液相界面呈波状，便进入波状层状流，其示意图如图3所示。 图2纯层状流示意图
图3波状层状流示意图 间歇流的示意图如图4所示，从图中可以看出间歇流是液相和汽相各自呈不同的构形在流道内交替出现。其中间歇流又可细分为塞状流、半弹状流和弹状流。塞状流：汽泡呈弹状且偏离于流道顶部流动。弹状流：液相呈连续相，夹杂有小液滴的汽块偏置于流道顶部并与泡沫状液块相同。这两种流型的间歇性都可能导致压力突然变化，引起工程中最感困惑的流道振荡破坏。半弹状流与弹状流的差异仅是泡沫状液块界面呈波状且不与流道顶部相接触。 图4间歇流的示意图 弥散环状流的示意图如图5所示，从图中可以看出水平弥散环状流的基本特征与垂直流动下的相同。主要差异是因重力作用液膜厚度周向不均匀，流道底部处膜厚大于顶部处的液膜厚度。一般不出现纯环状流流动，汽芯中往往夹带着大量弥散液滴。 图5弥散环状流的示意图 2.2 竖直管内流动沸腾的流型 实验表明垂直向上两相流动经常出现以下五种类型的流型：泡状流、弹状流、搅拌流、环状流、液束环状流。 泡状流：液相呈连续状态，汽相以大小不同、形状各异的汽泡弥散在连续液相内，并与液相一起流动。 弹状流：大块弹状汽泡与含有弥散小汽泡的液块间隔出现，在弹状汽泡的外围，液相呈降落膜状态。当泡状流中的汽相流量增大到一定值时可能发生汽泡聚合，甚至会聚合成接近管径大小的大块弹状流汽泡。Radovcich和Moissis在分析了泡状流的特征后认为：当空泡份额α≤0.1，汽泡碰撞频率较低；大于此临界值后，碰撞频率陡增；当α=0.3过渡到弹状流。 搅拌流：在孔径较大的流道中，液相呈不定型形状上下振荡运动，呈搅拌状态。在弹状流动下，若流速进一步增大，汽泡发生破裂，伴随发生在这类振荡运动。但是在小孔径流道中，不一定发生这类搅拌运动。可能发生弹状流向环状流
今天学习与凝汽器相关的专业术语。（本帖重点讲端差和过冷度，这个学习贴参考了不少论坛朋友的贴文，这里就不一一说明，统一在这里对你们表示感。） 学习容摘要： 1、冷却倍率 2、凝汽器的极限真空 3、凝汽器的最有利真空 4、凝汽器端差 4.1、凝汽器端差的定义 4.2、影响凝汽器端差的因素 4.3、循环冷却水量和凝汽器端差的关系 5、凝汽器的过冷度 5.1、过冷度的定义 5.2、产生过冷度的原因 5.3、过冷度增加的分析 5.4、为什么有时过冷度会出现负值 1、冷却倍率 所谓冷却倍率，就是冷却介质的质量（冷源质量）与被冷却介质质量（热源质量）的商值。相当于冷却1kg热源所需的冷源的质量。 比如，凝汽器的冷却倍率＝循环水量/排汽量，一般取50～80。 2、凝汽器的极限真空 一般说来，需要采取各种手段，保证凝汽器有良好的真空。但是并不
是说真空越高越好，二是有一个极限值的。这个极限值由汽轮机末级叶片出口截面的膨胀程度决定，当通过末级叶片的蒸汽已达到膨胀极限时，如果继续提高真空，不可能得到经济上的效益，相反会降低经济效益。 极限真空一般由生产厂家提供。 3、凝汽器的最有利真空 同一个凝汽器，在极限真空，提高真空，可使蒸汽在汽轮机中的焓降增大，从而提高汽轮机的输出功率，但是，提高真空，需要增大循环水量，循泵的功耗率增大。因此，就需要选择一个最佳工作点，即所提高的汽轮机输出功率与循泵增加的功耗率之差为最大时，此状态所对应的真空值为最有利真空。 4、凝汽器端差（端差在汽轮机的相关学习资料中讲得比较简单，没有详尽的资料，这里得出的结论是参考了几篇论文分析学习得出的） （1）凝汽器端差：凝汽器排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与循环水出水温度的差值。端差则反映凝汽器传热性能、真空严密性和冷却水系统的工作状态况等，所以，在凝汽设备运行监测中, 传热端差是一个非常重要的参数，是衡量凝汽器换热性能的一个重要参数。 （2）哪些因素影响凝汽器端差：对一定的凝汽器，端差的大小与凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度，凝汽器的漏入空气量以及冷却水在管的流速有关。凝汽器端差增加的原因有： A、凝器铜管水侧或汽侧结垢；
过冷度的分析 一．凝结水的过冷度: 排气压力下的饱和水温度与凝结水实际温度的差值。 凝结水出现过冷的主要原因： 1、凝汽器结构上的缺陷。 2、凝汽器水位高。部分铜管被凝结水淹灭产生过冷却 3、凝汽器汽侧漏空气或抽气设备运行不良，造成凝汽器内蒸汽分压力下降而引起过冷却。 4、凝汽器铜管破裂，大量循环水漏入。 5、凝汽器冷却水量过多，或水温过低。 凝结水过冷度增大的主要影响; 1,容氧增多 2,煤耗增多 二．液体温度达到理论结晶温度时并不能进行结晶，而必须在它温度以下的某一温度（称为实际开始结晶温度）才开始结晶。在实际结晶过程中，实际结晶温度总是低于理论结晶温度的，这种现象成为过冷现象，两者的温度差值被称为过冷度。 凝汽器过冷度产生的原因： ①由于冷却水管管子外表面蒸汽分压力低于管束之间的蒸汽平均分压力，使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合汽流的温度，从而产生过冷。 ②由于凝结器内存在汽阻，蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷。 ③蒸汽被冷却成液滴时，在凝结器冷却水管间流动，受管内循环水冷却，因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度，产生过冷。 ④由于凝结器汽侧积有空气，空气分压力增大，蒸汽分压力相对降低，蒸汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷。 ⑤凝结器构造上存在缺陷，冷却水管束排列不合理，使凝结水在冷却水管外形成一层水膜，当水膜变厚下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内、外层平均温度低于水膜外表面的饱和温度，从而产生过冷却。 过冷度增加的原因：⑥凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分压力增大，使过冷度增加。 ⑦热水井水位高于正常范围，凝结器部分铜管被淹没，使被淹没铜管中循环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。 ⑧循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过冷度增加。
5分，共45分） 1、在一个充满水的管道各位置上，以稳定流率注入气泡（如图1所示），以使沿管长方向气泡密度（气泡数，bubble population / density ）按如下函数分布： 201b b z N N L ?? ??=?+?? ??????? 式中：L —沿z 轴向的管长；0b N —管道入口处()0z =气泡密度。试问：(1)在0z =处的固定观察者所见气泡密度变化率是多少？(2) 以恒速0v 运动的观察者所见气泡密度变化率是多少？ 解：(1)由于观察者固定，故气泡密度固定为0b N ，因此，气泡密度变化率为0。 (2)0z v t =?，故有()2001b v t N t N L ????=?+?? ??????? ，所以200002222b b v t v z dN N N dt L L = =。 图 1 2、简要说明相速度、表观速度、相对速度、漂移速度、扩散速度以及漂移流密度的定 义及其物理意义。 解： 1) 相速度：每一相的真实相平均速度，即,v l v l v v l l m m u u A A ρρ= = ； 2) 表观速度：每单位流道截面上的体积流量，是一种经截面权重后的平均速度，即：
,v l v l v l m m j j A A ρρ= = 3) 相对速度：两相之间的相对速度，一般气相较快，故定义相对速度为： r v l vl lv u u u u u =-==- 4) 漂移速度：各相速度与两相混合物（体积）平均速度之差，即： (),,kj k v l u u j k v l j j j =-==+其中 5) 扩散速度：相速度与两相混合物质心平均速度之差，即： ,,v l km k m m m m u u j k v l j A +? ? =-== ??? 其中 6) 漂移流密度：任一相相对于两相(体积)平均速度运动而通过单位横截面的体积流量，又 常称为漂移体积流密度，即： ()()()()()()()()()()111111lv l l v l r vl v v v l r lv vl j u j u u u u j u j u u u u j j αααααααααααα=--=----=--=-=---=-=- 3、请推导空泡份额α与质量含气率x 之间的关系；定性画出x α-曲线；分别计算压力为0.1MPa 与6.8MPa 的蒸汽—水混合物系统中，水蒸汽的质量含气率0.2x =，滑速比 1S =(在0.1MPa 与6.8MPa 下，v l ρρ分别约为1/2700与1/20.6)时对应的空泡份额α； 并基于这一算例与定性曲线简要分析x α-的数量关系。 解：1 1111v v v v v v l v l v v v l l l v v l l v M u A u x M M u A u A u u S ρραραρρρρααρ= ===--++++?? 故有： 1 11v l x S x αρρ= -+?? x α-的定性曲线为(假定1v l ρρ=)：
凝汽器过冷度及产生的原因分析 北极星电力网技术频道作者:佚名 2012/7/6 10:26:44 所属频道: 火力发电关键词: 凝汽器凝汽器过冷度 液体温度达到理论结晶温度时并不能进行结晶，而必须在它温度以下的某一温度(称为实际开始结晶温度)才开始结晶。在实际结晶过程中，实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象成为过冷现象，两者的温度差值被称为过冷度。 凝汽器过冷度产生的原因： ①由于冷却水管管子外表面蒸汽分压力低于管束之间的蒸汽平均分压力，使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合汽流的温度，从而产生过冷。 ②由于凝结器内存在汽阻，蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷。 ③蒸汽被冷却成液滴时，在凝结器冷却水管间流动，受管内循环水冷却，因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度，产生过冷。 ④由于凝结器汽侧积有空气，空气分压力增大，蒸汽分压力相对降低，蒸汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷。 ⑤凝结器构造上存在缺陷，冷却水管束排列不合理，使凝结水在冷却水管外形成一层水膜，当水膜变厚下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内、外层平均温度低于水膜外表面的饱和温度，从而产生过冷却。 ⑥凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分压力增大，使过冷度增加。 ⑦热水井水位高于正常范围，凝结器部分铜管被淹没，使被淹没铜管中循环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。 ⑧循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过冷度增加。 ⑨凝结器铜管破裂，循环水漏入凝结水内，使凝结水温度降低，过冷度增加。 凝结水过冷度是衡量凝结器运行经济性的重要指标，过冷度小，表示循环水带走的热量少，机组经济性好，反之过冷度大，循环水带走的热量多，机组经济性差。据资料介绍，过冷度每增加1℃，机组热耗率就上升0.02% 来源：北极星电力网整理