
112
Раздел II. Движение частиц и двухфазного потока
в криволинейных каналах
В разделе I рассматривалось движение двухфазного и вскипающего
потоков в каналах переменного сечения с прямой осью. Однако во многих
случаях в энергетических машинах и аппаратах имеет место движение
однокомпонентных или многокомпонентных гетерогенных потоков в
криволинейных каналах (решетки турбомашин, колена трубопроводов и
т.д.) с
частичным или полным инерционным выпадением отдельных компонент на
стенках канала. В связи с вышесказанным возникает необходимость в изучении
таких потоков.
8. Движение капли в сепараторе влаги
Пар, движущийся в паропроводах энергетических систем, когда его
параметры близки к состоянию насыщения, из-за теплоотдачи в окружающую
среду становится влажным
. Однако, например, работа турбины на влажном
паре снижает ее внутренний относительный к.п.д., приводит к эрозионному
износу лопаток, уменьшает срок ее эксплуатации. Для борьбы с этими
негативными явлениями применяют сепараторы влаги. Существует множество
типов сепараторов влаги и частиц, но большинство из них основаны на
использовании центробежного эффекта. Между двумя
коаксиальными
цилиндрами по касательной через патрубок подводится влажный пар. В
результате возникающих при движении по окружности ускорений, частицы
отбрасываются к наружному цилиндру. Капли, выпавшие на стенку, образуют
пленку, которая стекает в нижнюю часть сепаратора. Отсепарированная влага
удаляется через патрубок. Для предотвращения срыва жидкости с поверхности
пленки паровым потоком (т.е. вторичного
увлажнения потока) скорость
входящего в сепаратор пара не должна быть слишком высокой, обычно она
составляет
с
Пϕ 0
≈20...30 м/с. С этой же целью в нижней части сепаратора
устанавливается коническая крышка. На рис.8.1 показана возможная
конструкция противоточного сепаратора влаги. Чтобы понять принцип
действия сепаратора, рассмотрим вначале основные положения движения
материальной точки (см. рис.8.2).
В полярной системе координат абсолютная скорость точки
М, движущейся в
плоскости по траектории
АВ, может быть разложена на относительную
скорость
•
==
ρ
ρ
d
d
с
, направленную вдоль радиус-вектора
ρ
, и на переносную
•
==
ϕρ
τ
ϕ
d
d
с
, перпендикулярную радиус-вектору. Так как скорости с
ρ
и с
ϕ
взаимно перпендикулярны, то
22
ϕρ
ссс +=
, а
() ()
c
c
cc
c
c
cc
ϕ
ϕ
ρ
ρ
==
∧∧
cos,cos (см.
рис. 8.2). Абсолютное ускорение точки складывается из относительного