双级串联引射技术中水力不均匀系数的研究与分析
输电线路档距折减系数及风压不均匀系数取值研究
输电线路档距折减系数及风压不均匀系数取值研究楼文娟; 白航; 卞荣; 章李刚【期刊名称】《《浙江电力》》【年(卷),期】2019(038)010【总页数】6页(P72-77)【关键词】风压不均匀系数; 档距折减系数; 风荷载调整系数; 输电线路; 风偏事故【作者】楼文娟; 白航; 卞荣; 章李刚【作者单位】浙江大学建筑工程学院结构工程研究所杭州 310058; 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院杭州 310008; 浙江华云电力工程设计咨询有限公司杭州 310008【正文语种】中文【中图分类】TM751我国现行输电线路设计规范[1]采用风压不均匀系数来考虑风荷载在沿线路方向不同时达到最大值的折减，但其关于风压不均匀系数的取值沿用了早期的前苏联规范，该系数的理论基础略显不足，关于风压不均匀系数的取值仍有较大争议。
文献[2]对比了国内外在悬垂绝缘子串风偏设计中基本风速、风压不均匀系数、风压高度变化系数等参数选取上的区别以及带来的影响。
文献[3]从风场参数、平均风荷载和脉动风效应3 个层面，比较了中、英、美3 国规范取值的差异，并指出中国规范在导线风荷载取值上欠缺对脉动风效应的考虑，而风压不均匀系数取值仅与基本平均风速相关，取值不尽合理。
文献[4]定性分析了风压不均匀系数对风偏角和最小安全间隙的影响。
文献[5]采用多点同步风场观测系统，对风压不均匀系数进行了实测。
国外输电线路设计规范通常引入档距折减系数来对导线的风荷载进行折减。
文献[6]于1975 年提出了瞬时风速下的输电线路风荷载计算方法，并通过档距折减系数来考虑脉动风速空间相关性的折减效应。
文献[7-8]采用频域算法推导得到了档距折减系数与阵风响应系数存在直接关联。
文献[9]通过输电线路的风致响应数值模拟研究了档距折减系数与风速幅值的关系。
在风压不均匀系数的取值研究中，部分学者直接将其与档距折减系数进行数值上的比较，但实际上风压不均匀系数和档距折减系数是截然不同的2 个概念。
流量分布不均匀对板式换热器传热性能的影响
2
化 工 机 械 2003 年
β2 =
2 - λe 2 - λi
Ai Ae
2
-1
2 - λi ξb
nA b Ai
2
;
α2 =
fi Di
+
fe De
Ai 2 L
Ae ξb
nA b
2
。
Ai
β2 是表征联箱系统特征的一个综合性参数 ,
α2 则代表了联箱与板间通道的相对阻力。对这
换热器的传热性能带来多大影响 ,存在哪些主要
影响因素等问题却很少做过准确的分析和计算 。
事实上 ,由此引发的问题在设计单位和企业里普
遍存在 ,反映在设计计算方法上 ,至今仍沿用按均
匀流量分配估算换热性能的传统惯例 。文献 [ 1 ,
2]已给出了不同参数情况下 U 形与 Z 形布置时 板式换热器流量分配的精确解 。本文针对使用最
板式换热器在众多工业领域里有着广泛的应 用 ,如化工企业中各种工艺流体的冷却 、冷凝 ,模 块式空调机组中的冷凝器 、蒸发器以及集中供热 换热站中的热媒换热器等 ,都是通过联箱 (集管) 把几十个甚至上百个换热通道并联在一起 。
不少学者采用各种方法研究了联箱导致的流 量分配不均匀性[1～3] ,但对这种不均匀性究竟给
化范围内 ,流量分布基本上没有差别 。
311 计算条件 针对 5 种条件计算流量非均匀分配效应的传
热情况 ,并与按流量均匀分配计算所得到的结果 进行对比 。这 5 种条件分别是 :
a . 顺流 ,单侧 ,冷热流量比 1∶1 ; b. 逆流 ,单侧 ,流量比 1∶1 ; c . 顺流 ,单侧 ,流量比 1∶016 (热流体流速为 018mΠs) ; d. 顺流 ,两侧 ,流量比 1∶1 ; e . 逆流 ,两侧 ,流量比 1∶1 。 除第 c 种条件以外 ,其余的热冷流体的板间 流速均取为 016mΠs。 312 计算结果的分析和讨论 由图 3 可知 ,顺流单侧布置时 ,板间通道传热量 分布的不均匀性十分明显 。近端传热量竟达到远端 的 315 倍 ,原因是近端两侧流体均为大流量 ,远端则 同时为小流量。一旦改为两侧布置 ,换热立即趋于 均匀 ,但数值比按流量均匀分配要低 15 %～20 %。 表 1 所列数据证明 ,顺流单侧布置时 ,虽然各通道传 热量严重不均匀 ,但是换热器的总传热量与流量均 匀时却相差不大 ,仅偏低 3 %左右。
水力学实验报告思考题答案(全)
水力学实验报告思考题答案（一）伯诺里方程实验（不可压缩流体恒定能量方程实验）1、 测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线(P-P)沿程可升可降，线坡J P 可正可负。
而总水头线(E-E)沿程只降不升，线坡J P 恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
如图所示，测点5至测点7，管渐缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，J P >0。
，测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P <0。
而据能量方程E 1=E 2+h w1-2，h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E 2恒小于E 1，（E-E ）线不可能回升。
（E-E ）线下降的坡度越大，即J 越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图上的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2、 流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？1）流量增加，测压管水头线（P-P ）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头222gAQ E pZ H p -=+=γ，任一断面起始的总水头E 及管道过流断面面积A 为定值时，Q 增大，g v 22就增大，则γpZ +必减小。
而且随流量的增加，阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E 相应减小，故γpZ +的减小更加显著。
2）测压管水头线（P-P ）的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有g A Q g A Q A Q g v g v v p Z H P 2222222212222222122ζζγ+-=+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=∆ g A Q A A 212222122⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ζ式中ζ为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，ζ接近于常数，又管道断面为定值，故Q 增大，H ∆亦增大，()P P -线的起落变化更为显著。
3、 测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面，测点高差0.7cm ，γpZ H P +=均为37.1cm （偶有毛细影响相差0.1mm ），表明均匀流各断面上，其动水压强按静水压强规律分布。
水力学实验报告答案
重庆交通大学实验一流体静力学实验水力学实验重庆交通大学2013/6/8重庆交通大学水力学实验报告实验分析与讨论1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2.当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
，相应容器的真空区域包括以下三部分：(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。
(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。
3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。
最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。
4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。
常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。
水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。
于是有(h、d单位为mm)一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。
因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。
5.过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。
北京化工大学化工原理实验思考题答案汇编-DHX
一、流体阻力实验思考题1、不锈钢管、镀锌钢管实验测量的只是Re改变后的λ值，为什么判断λ受Re和ε/d共同影响？答：分析实验结果，不锈钢管与镀锌钢管的摩擦阻力系数均随雷诺数的增大而减小，在Re相同的情况下，、镀锌钢管的摩擦阻力系数λ要高于不锈钢管的，由此说明λ受Re和ε/d共同影响。
2、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的λ-Re数据能否关联在一条曲线上？为什么？答：只要ε/d相同，λ-Re数据就能关联在一条曲线上。
3、以水作工作流体所测得的λ-Re关系能否适用于其它种类的牛顿型流体？为什么？答：对于其他牛顿型流体也适用。
Re反应了流体的性质，其他的流体的密度和黏度都可以在Re上面反应出来。
所以仍然适用。
4、以下测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗？它们分别是多少？（管径、管长一样，管内走水，且R1=R2=R3）答：无关，22udlPhf⋅⋅=∆=λρ＝(gz1-gz2)＋⋅-+-2222121uuppρ,压差计高度差R 反映了两个测压点截面位能和压强能综合变化值,即R=（gz1-gz2）＋⋅-ρ21pp,因为R1=R2=R3,u1=u2,所以三种状态下的hf不变，推出λ不变。
5、柏努利方程的适用条件是什么？该条件与本实验有什么联系？答：不可压缩的理想流体在稳定状态下恒温流动。
本实验的流体满足柏努利方程，推导水平无变径直管道摩擦阻力系数λ的时候就采用了柏努利方程，满足柏努利方程是该实验的理论基础。
6、在测量前，为什么要将设备中的空气排净？怎样才能迅速排净？答：本实验所研究的对象为单一连续流体，排净气体是为了使流体连续流动，以达到实验的条件要求。
迅速排净的方法：主管路：开大流量调节阀，使流体迅速流过各直管，将气泡冲出；引压管：打开引压管控制阀，流体流过引压管，气泡被带出。
排净标志为流量为零时，传感器示数为零。
二、离心泵实验思考题1，根据离心泵的工作原理，分析为什么离心泵启动前要灌泵？在启动前为何要关闭调节阀？离心泵是靠叶轮旋转产生的离心力把水排出，泵内的水排出后形成真空，又把水吸进泵中，依次循环工作。
流体输配管网习题
《流体输配管网》习题集及部分参考答案主要编写人员龚光彩章劲文李孔清唐海兵龙舜心许淑惠等第一部分习题集第1章1-1 何谓零速点（零点）？1-2 闭合差是指什么？给出燃气管网各环闭合差的确定方法1-3 什么是枝状管网与环状管网，普通的通风系统在什么条件下可以理解成环状管网？1-4 补充完整例题[1-2]的水力计算表1-5 给出沿程均匀泄流管道阻力计算公式, 当无转输流量时阻力损失是多少?1-6 分析农村灶台或炕烟气流动驱动力？1-7 渠底坡度与分类1-8 明渠均匀流的条件与特性1-9 写出谢才公式和曼宁公式，并指出两个公式中各物理量的意义1-10 水力最优断面是什么？1-11 无压圆管在何时具有最大流速和流量？第2章（第8章水泵计算等部分习题入此）2-1 已知4—72—No6C型风机在转速为1250 r/min 时的实测参数如下表所列，求：各测点的全效率；绘制性能曲线图；定出该风机的铭牌参数（即最高效率点的性能参数）；计算及图表均要求采用国际单位。
2-2 根据题2-1中已知数据，试求4-72-11系列风机的无因次量，从而绘制该系列风机的无因次性能曲线。
计算中定性叶轮直径D2=0.6m。
2-3 得用上题得到的无因次性能曲线求4-72-11No5A型风机在n=2900 r/min 时的最佳效率点各参数什，并计算该机的比转数值。
计算时D2=0.5m。
2-4 某一单吸单级泵，流量Q=45m3/s ，扬程H=33.5m ，转速n=2900r/min ,试求其比转数为多少？如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算，则其比转数应为多少，当该泵设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬和计算值，则比转数为多少？2-5 某一单吸单级离心泵，Q=0.0375(m3/s) ，H=14.65m ，用电机由皮带拖动，测得n=1420r/min,N=3.3kW; 后因改为电机直接联动，n增大为1450r/min，试求此时泵的工作参数为多少？2-6 在n=2000的条件下实测一离心泵的结果为Q=0.17mⁿ/s,H=104m,N=184kW.如有一几何相似的水泵，其叶轮比上述泵的叶轮大一倍，在1500r/min之下运行，试求在相同的工况点的流量，扬程及效率各为多少?2-7 有一转速为1480r/min的水泵，理论流量Q=0.0833mⁿ/s ，叶轮外径D₂=360mm，叶轮出中有效面积A=0.023㎡，叶片出口安装角β₂=30°，试做出口速度三角形。
关于燃气用气不均匀系数的测量与探讨
8月 1时 2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
时系数 0.29 0.27 0.24 0.19 0.27 0.42 0.58 1.27 1.51 2.13 2.58 2.37 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
时系数 0.79 0.27 0.53 0.76 2.33 2.14 1.15 1.12 1.23 0.75 0.48 0.35
通过统计可计算出月平均用气量为28.9万方，高峰月为冬季春 节前或当月，月不均匀系数为1.32，故建议K月取1.25-1.35 。
三、日不均匀系数的测量 为更有代表性，本次选取了用气高峰月（1月）与用气低谷月 （8月）的相关数据进行分析比较。具体情况如下： 1、高峰月的日用气情况
1 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 用气量 1.16 1.18 1.24 1.2 1.13 1.26 1.31 1.32 1.32 1.25 1.32 1.21 1.28 1.34 1.27 日系数 0.87 0.89 0.93 0.90 0.85 0.95 0.98 0.99 0.99 0.94 0.99 0.91 0.96 1.01 0.95
通过数据可知低谷月的小时不均匀系数为2.58，故建议对低谷 月的K小时取2.4-2.6；
五、结束语 经过上述统计与分析，对日用气量小于3万方的县城、乡镇燃 气项目，相关系数的选取可按以下标准进行设计与考虑： 1、月不均匀系数 K月 选取 1.25-1.35； 2、日不均匀系数 K日 选取 1.25-1.4； 3、小时不均匀系数 K时 选取 2.4-2.6 参考文献： [1]李伟.天然气调压器的稳定及均匀性分析[D].北京建筑大 学,2014. [2]涂远东,祝民克,孙洪磊.今冬明春我国天然气市场需求预测及 保供措施建议[J].国际石油经济,2016,10:79-85.
过程控制工程2-4章答案(孙洪程著)
第二章思考题及习题2.1 与单回路系统相比，串级控制系统有些什么特点?答：串级控制方案具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。
因此，串级控制系统的控制质量一般都比单回路控制系统好。
(1) 串级控制系统具有更高的工作频率；(2) 串级控制系统具有较强的抗干扰能力；(3) 串级控制系统具有一定的自适应能力2.2 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用只取决于主对象放大倍数的符号，而与其他环节无关?答：主控制器的正、反作用要根据主环所包括的各个环节的情况来确定。
主环内包括有主控制器、副回路、主对象和主变送器。
控制器正、反作用设置正确的副回路可将它视为一放大倍数为“正”的环节来看待。
这样，只要根据主对象与主变送器放大倍数的符号及整个主环开环放大倍数的符号为“负”的要求。
即Sign{G 01(s )}Sign{G 02’(s )}Sign{G m1(s )}Sign{G c1(s )}=-1就可以确定主控制器的正、反作用。
实际上主变送器放大倍数符号一般情况下都是“正”的，再考虑副回路视为一放大倍数为“正”的环节，因此主控制器的正、反作用实际上只取决于主对象放大倍数的符号。
当主对象放大倍数符号为“正”时，主控制器应选“负”作用；反之，当主对象放大倍数符号为“负”时，主控制器应选正作用。
2.3 串级控制系统的一步整定法依据是什么?答：一步整定法的依据是：在串级控制系统中一般来说，主变量是工艺的主要操作指标，直接关系到产品的质量，因此对它要求比较严格。
而副变量的设立主要是为了提高主变量的控制质量，对副变量本身没有很高的要求，允许它在一定范围内变化，因此在整定时不必将过多的精力放在副环上，只要主变量达到规定的质量指标要求即可。
此外对于一个具体的串级控制系统来说，在一定范围内主、副控制器的放大倍数是可以互相匹配的，只要主、副控制器的放大倍数K c1与K c1的乘积等于K s (K s 为主变量呈4：1衰减振荡时的控制器比例放大倍数)，系统就能产生4：1衰减过程(下面的分析中可以进一步证明)。
采暖系统水力平衡计算中的几个问题
采暖系统水力平衡计算中的几个问题北京市建筑设计研究院王冷非贺克瑾摘要：通过对典型的单管跨越式系统和双管系统的计算分析，介绍分流系数在单管跨越式系统中的作用及影响，总结了散热器温控阀在采暖系统中的调节作用。
关键词：单管双管分流系数散热器温控阀0引言《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003及现行有关节能设计的标准，均对集中热水散热器采暖系统的水力平衡计算有严格的规定，即要求采暖系统在设计工况下应达到静态平衡，通过各种措施使并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%。
近年来由于散热器温控阀的使用，增大了采暖系统末端的阻力，给系统的平衡设计创造了有利条件，但也给采暖系统水力计算带来一些新的问题；随着节能对设计的严格要求，设计人员对采暖系统水力平衡计算也应更加重视。
笔者总结了异程单管和双管系统水力平衡计算的几个问题，以及散热器温控阀的作用，供同行参考。
1异程单管系统——分流系数及对散热器数量的影响根据文献［1］，单管系统应采用跨越式，散热器应采用低阻力温控阀。
典型垂直单管跨越式系统举例见图1，每组散热器(支路s)与其供回水管之间跨越管(支路k)为并联关系，其流量和阻力存在以下关系式：G＝G s+G kS s G s2=S k G k2由此可导出散热器支路分流系数α：根据流体力学基本公式，跨越管支路阻力特性系数Sk值按下式推导得出：同理，散热器支路阻力特性系数Ss值按下式计算：式（3）中Sv为散热器温控阀的阻力特性系数（Pa/(m3/h)2），由生产厂家提供的温控阀的流通能力Kv值，按下式推导得出：以上各式中：G——立管流量（m3/h）；Gs、Gk——流经散热器支路和跨越管支路的流量（m3/h）；Ss、Sk——散热器支路和跨越管支路的阻力特性系数（Pa/(m3/h)2）；ΔPk——跨越管支路管道总阻力（Pa）；ΔPmk——跨越管支路管道沿程阻力（Pa）；ΔPjk——跨越管支路管道局部阻力（Pa）；djs、djk——散热器支路和跨越管支路的管道计算内径（m）；λs、λk——散热器支路和跨越管支路的管道摩擦阻力系数；Ls、Lk——散热器支路和跨越管支路的管道长度（m）；∑ξs、∑ξk——散热器支路（不含温控阀）和跨越管支路的管道局部阻力系数和；ΔPv——散热器温控阀的压力损失（Pa）。
(10)水力失调与管道水力计算
1、产生垂直失调的原因：(1)重力循环作用压力不同；(2)热压作用(如垂直单管式系统)。
2、减轻垂直失调的措施：(1)水力计算时考虑重力循环的作用压力的影响；（2）尽量增大各散热器组的阻力，如选择较小的支管管径，安装高阻力阀门，这样可减小重力作用压力的影响；(3)选择下供下回式系统可适当减轻垂直失调；(4)对楼层进行耗热量附加(教材19页，针对热压作用的单管式系统)。
3、产生水平失调的原因:并联环路阻力损失相差较大。
4、减轻水平失调的措施：(1)水力计算时用不等温降法；(2)采用同程式系统布置。
5、高层建筑热水供暖系统问题：超压、竖向失调问题解决方法：分层布置，将系统沿垂直方向分成2个或2个以上独立系统(1)高区间接连接、低区直接连接适用条件：外网静水压线低，高区倒空，室外热网在用户处提供的资用压力较大、供水温度高时可采用这种连接方法。
(2)高区双水箱，低区直接连接适用条件：外网静水压线低，当室外管网在用户处提供的资用压力小或温度较低时，可采用这种系统。
(3)高区直接连接，低区间接连接适用条件：外网静水压线高，低区超压时采用。
6、低压蒸汽系统锅炉压力的确定：原则-按照最不利管路的比压降控制在100Pa/m。
关系式：100=（P b-2000）/Σl可以得到锅炉压力：P b=100×Σl +2000问题：求重力回水系统干凝水干管的敷设的位置，例如：从锅炉出口到最远散热器的最不利支路的总长Σl =80m，求干式凝水干管的位置。
锅炉压力：P b=80×100+2000=10kPa=1mH2O，考虑锅炉工作压力波动因素，增加200～250mm安装高度。
因此，重力回水的干凝水干管的布置位置至少要比锅炉蒸发器高出h=1.0+0.25=1.25m否则，系统中的空气无法从排汽管排出。
7、采暖管道水力计算：8、水力计算中资用压力的确定：对异程式系统，先找最不利环路:如图Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ-Ⅵ-Ⅶ-Ⅷ-Ⅸ-Ⅹ-Ⅺ环路，如立管4的资用压力为ΔPⅤ+ΔPⅥ+ΔPⅦ，立管3的资用压力为ΔPⅣ+ΔPⅤ+ΔPⅥ+ΔPⅦ+ΔPⅧ，依次类推，均与最不利环路找并联关系的压力损失。
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第２５卷，总第１４５期 ２００７年９月，第５期 《节能技术》
ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＳＥＲＶＡｒＩ１＿０Ｎ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．２５．Ｓｕｍ．Ｎｏ．１４５
Ｓｅｐ．２００７，Ｎｏ．５
双级串联引射技术中水力不均匀系数的研究与分析 刘培琴，王文生，韩殿营 （天津职业大学，天津３００４０２）
摘要：三体组装系列水火管锅炉是ＤＺＬ型水火管锅炉中的一种创新结构，双级串联引射技 术是应用于该炉型中的一项新技术。本文对双级串联引射技术中的水力不均匀系数进行了分析与 研究，提出了“水力不均匀系数”的计算方法，并介绍了一个应用实例。 关键词：锅炉；水动力循环；水力不均匀系数；计算方法 中图分类号： ２２９．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—６３３９（２００７）０５—０４３２—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｎｏｎ— ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ Ｔｗｏ——ｓｔｅｐ Ｓｅｒｉｅｓ Ｉｎｊｅｃｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＬＩＵ Ｐｅｉ—ｑｉｎ，ＷＡＮＧ Ｗｅｎ～ｓｈｅｎｇ，ＨＡＮ Ｄｉａｎ—ｙｉｎｇ （ 蛐ｊｉｎ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４０２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ—－ｆｉｒｅ ｔｕｂｅ ｂｏｉｌｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ——ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｉｄｅａ ｏｆ ＤＺＬ ｔｙｐｅ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｂｏｉｌｅｒｓ．Ｔｗｏ～ｓｔｅｐ ｓｅｒｉｅｓ ｉｎｊｅｃｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｂｏｉｌｅｒ ｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｗａｔｅｒ ｐｏｗｅｒ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｎｏｎ～ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ｔｗｏ—ｓｔｅｐ ｓｅｒｉｅｓ ｉｎｊｅｃｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｐｏｗｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｎｏｎ—ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｉｓ ｐｅｍｓｅｎｔｅｄ ａｎｄ ｏｎｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃａｓｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ；ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ；ｗａｔｅｒ ｐｏｗｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｎｏｎ—ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
１弓『言 ２水循环过程 三体组装系列水火管锅炉是ＤＺＬ型水火管锅 炉中的一种创新结构。它是在原有两体锅炉的基础 上将上部的水冷组件再分为两体，从而有效地解决 了较大容量锅炉（１４ ＭＷ以上）两体组装较为困难的 问题【２，５１。该炉型的水动力设计与计算方法是水循 环系统的关键问题，根据我们的研究与试验，并在实 践中进行应用得以验证，采用双级串联引射技术进 行水循环系统的结构设计和水动力计算，可确保水 循环系统的安全性和锅炉水系统的结构合理。 收稿日期２Ｏ０７—０８—０２ 修订稿日期２Ｏ０７—０９—１９ 作者简介：刘培琴（１９５９～），女，学士学位，副教授。 －４３２・ 在双级串联引射系统中上部水冷组件采用了引 射技术循环，下部水冷组件采用喷射技术循环，两级 通过连接装置串联组成锅炉的整体循环，见图１。 其下部水冷组件的循环过程为：锅炉回水作为 喷射源通过喷射器将中集箱的一部分水一同引入两 个侧下集箱，再由图１中所述三个回路的上升管达 到中集箱，中集箱的水一部分通过连接装置进入上 部水冷组件，一部分继续循环。 上部水冷组件的循环过程：水首先进入上锅壳 中两侧的导水管，导水管前后两端装有引射器，将上 锅壳中的水引射进入下降管，下降管连接在侧上集 箱的两端，再通过连接在侧上集箱的对流管返回上 锅壳。
维普资讯 http://www.cqvip.com 回 图１水循环示意图 喷射器与引射器在结构上的差别在于，喷射器 有一个圆锥形的扩展室，目的是增大水的压强，提高 上升管的水流速度。 引射技术已经是成熟的应用技术，喷射技术的 基本原理及工作过程作者在文献［１］中已作过详细 地论述。下面针对水动力循环计算的关键问题之一 水力不均匀系数的计算方法进行分析与探讨。
３水力不均匀系数的分析与研究［。 ］ ３．１上部水冷组件循环水力不均匀系数的分析与 研究 （１）集箱效应 在引射技术的应用中，“集箱效应”是应当注意 的首要问题。当下降管由侧上集箱两端引入时，集 箱纵向流速由端部近似按直线关系下降，至集箱中 部降至为零，流速减少使部分动能变为静压，此时集 箱两端相对中部的静压减少值为 舢７２ ／ｋｐｊ ＝Ａ‘ 。 式中 △ｐｉ ——集箱中部与端部静压差； ——集箱阻力系数，取１．０； ——下降管出口位置集箱纵向流速。 上述集箱效应会导致侧上集箱两端的对流管水 流速低，中间水流速高，所以引入水力不均匀系数 ｒ］ＳＬｏ （２）水力不均匀系数的计算公式 式中 △ｐｊ ——集箱中部与端部静压差，Ｐａ； △西 ——对流管的平均阻力，Ｐａ； ——上锅筒与侧上集箱垂直距离，ｍ； 乃 ——对流管水平均密度，ｋｇ／ｍ３； ￣Ｏｓｍｉｎ——集箱两端对流管水的密度，ｋｇ／ｍ３； ∑ ——对流管平均阻力系数； ∑ ｉ ——集箱两端对流管的阻力系数。 通常 一ＩＤ ｉ ，若对流管结构相同，∑李 ∑ ｉｎ＇故： ＝√［１一 对流管中：Ｗ ｉ ＝７］ＳＬｗ
ｗ ——对流管的平均流速。 应保证对流管最小流速Ｗ ｉ 大于最小安全流 速Ｗ ｉ ，即： Ｗｓｎ】ｉｎ＞Ｗｍｉ“ 从上述水力不均匀系数的计算过程可知，当集
箱直径过小，流速过大，导致水力不均匀系数过小， 从而使对流管最小流速Ｗ 太小。因此，设计中侧 上集箱直径不宜太小。 ３．２ 下部水冷组件循环水力不均匀系数的分析与 研究 水力不均匀与水循环系统的结构有关，上部水 冷组件由于系统结构简单，水力不均匀系数计算方 法和回路阻力计算方法均容易解决。而采用喷射技 术时，由于锅炉结构布置的需要，下部水冷组件的系 统结构要复杂得多，因此带来了水力不均系数的计 算方法和回路阻力计算方法的困难，应根据具体结 构具体分析，通过实验和理论分析相结合的方法给
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维普资讯 http://www.cqvip.com 予解决。 下部水冷组件可以简化为图２所表示的水循环 系统，下部的集箱称为分配集箱，上部的集箱称为汇 集集箱，中间管路为上升管。
图２水循环系统简图 ３．２．１ 水力不均匀系数的计算公式
ｒ／ＳＬ：√ ，
式中 △Ｄ＿——集箱静压偏差，Ｐａ； △ ——重位压差，Ｐａ； △ｐ ——上升管总的平均流动阻力，Ｐａ； ｆ——上升管平均阻力系数；
。——上升管中流速最小管子的阻力系数； ｆ——上升管中的平均比容，ｍ３／ｋｇ；
。——流速最小的上升管中水比容，ｍ３／ｋｇ。 ３．２．２ 计算分析 （１）重位压差： ：ｈ（ｐ。一ｌ０ ｉ ）ｇ 式中 ——循环回路高度（即上升管高度）； 』０ ——水的平均密度，ｋｇ／ｍ３； 』０ ——流速最小的水的密度，ｋｇ／ｍ３。 通常上升管中水的密度差不大，为计算方便可 忽略此项。 （２）水力不均匀系数
同样道理，Ｙ＿ｐ２可近似为１，故水力不均匀系数简 化为
＝√ ， 式中 △Ｄ——集箱静压偏差，Ｐａ。 对ｎ行布置：
＝吉（卸ｈ，一卸昂）
式中△ｐ ：Ｚｈｊ× ——汇集集箱两端压差， Ｐａ； △ｐｆｐ： × ——分配集箱两端压差， Ｐａ； ｈ，——汇集集箱出口处工质流速，Ｉｎ／ｓ； ～
ｆＤ——分配集箱入口处工质流速，ｍ／＇ｓ。
简化后的计算公式： １７ｓＬ＝ 式中 △ｐ ——上升管束平均流动阻力，Ｐａ。 从水力不均匀系数的计算式分析得知：当增大 汇集集箱直径，可消除水力不均匀；当上升管平均阻 力较大时，水力流动趋于均匀；而当上升管阻力系数 均匀时，水力流动趋于均匀。因此，上升管结构尽量 相同。
４ 应用实例 某公司生产的１４ＭＷ新型热水锅炉采用了三体 组装的结构，应用双级串联引射技术构成锅炉的整 体水循环结构。其中，下部水冷组件中两侧水冷壁水 力不均匀系数的计算及验证过程如下： ４．１ 水力不均匀系数设计计算值 侧下集箱（分配集箱）入口水流速为 Ｗｆｐ １．１４ ｍ／ｓ ‘ 分配集箱两端压强：
△ｐｆＤ：１× ：…Ｐ０５０ Ｆａ ｆｐ＝ｌ×———了—一 中集箱（汇集集箱）出口水流速为 ＝１．５６ ｍ／ｓ 汇集集箱两端压差：
Ａｐ ２× ：２ ４３３．６ Ｐａ 取 １，计算得出上升管总的平均阻力 Ｚ－Ｐ ’
△ｐ ＝１ ０１４ Ｐａ
其水力不均匀系数为
ｒ／ＳＬ １（２４３３．６－６５０）
＝０．６４３
上升管设计平均流速： Ｗ。＝０．７２５ ｍ／ｓ 上升管最小流速： Ｗ ｓｍｉ ＝１７ｓＬ×Ｗ。＝０．６４３×０．７２５：０．４６８ ｍ／ｓ ４．２ 水力不均匀系数实测计算值 上升管实测平均流速： Ｗ ＝０．６９３ ｍ／ｓ，总阻力系数∑ ＝３．８５９ 上升管平均流动阻力： 卸 ：∑ ：３．８５９×下１０００ ｘ ０．６９３２
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