4. Алгоритм решения обратной задачи

Задачи данного типа могут быть решены аналитическим или графоаналитическим методами. По аналитическому методу расчет выполняется от насоса к самой удаленной точке системы. К заданным параметрам относятся:

-- вид транспортируемой жидкости;

-- напор насоса (H_н) , Дж/кг.

Требуется определить скорость движения жидкости c_i,i+1 , м/с, а также расходы жидкости Q_i,i+1 , м³/с и напоры H_i,i+1 , Дж/кг у потребителей. Внутренним диаметром предварительно задаются. Задача такого типа в конечном виде решена быть не может, поэтому решается методом последовательных приближений.

Приближение первое. Зададимся напором у потребителя . Определим расход жидкости у потребителя:

, м/с

Скорость жидкости на участке:

, м/с

Критерий Рейнольдса:

.

Коэффициент гидравлического трения: λ_i,i+1

Коэффициенты местных сопротивлений: ξ_мi

Полный коэффициент сопротивления участка определяется по тем же формулам, что и при решении прямой задачи. Потери напора на участке:

, Дж/кг

Приближение второе. Напор в i+1 точке у потребителя:

, Дж/кг

Расход жидкости: , м³/с

Скорость движения жидкости: , м/с

Число Рейнольдса:

Коэффициент гидравлического трения:

Коэффициент местных сопротивлений и полный коэффициент сопротивлений участка .

Потеря напора на участке i, i+1:

, Дж/кг

Приближения выполняются до тех пор, пока не станут равными напоры у потребителя в двух последовательных приближениях, т.е.

При решении задачи графоаналитическим методом задаемся тремя произвольными значениями напоров у потребителя , , (с таким расчетом, чтобы в указанный диапазон попадал действительный напор у потребителя). Далее решаем прямую задачу и находим для каждого напора соответствующий ему расход среды , , . Полученные результаты обобщаются в графике:

Рис.5 Результаты решения обратной задачи

Зная истинный напор в точке i , по графику определяют расход на участке i, i+1 . Далее:

Таким образом, обратная задача может быть решена методом последовательных приближений, либо графоаналитическим методом. При выполнении гидравлических расчетов следует помнить, что для параллельного соединения трубопроводов справедливы утверждения:

5. Гидравлические сопротивления систем в случае двухфазной среды

Двухфазное течение характерно для парогенераторов СЭУ. В общем случае гидравлическое сопротивление складывается из четырех слагаемых:

,

где - потери, вследствие сопротивления трения

- потери от местных сопротивлений

По нормативному методу [6]:

где λ – коэффициент трения для стабилизированного потока.

λ определяется точно так же, как и для однофазного потока. Если канал выполнен в виде змеевика, то это учитывается следующим образом:

где λ_пр.тр. – коэффициент сопротивления прямой трубы

d_вн – внутренний диаметр трубы

D_зм – диаметр змеевика

l, d – длина и диаметр парогенерирующего канала

ψ – коэффициент негомогенности

μ’ , μ” – коэффициенты динамической вязкости.

Формула справедлива при следующих условиях:

учитывается не всегда (например, при нагревании воды скорость ее меняется незначительно, и поэтому будет пренебрежительно мало).

< 0 (при совпадении направления движения потока и направления действия сил гравитации)

> 0 (в противоположном случае).

учитывается в относительно высоких поверхностях нагрева при условии, что внутри находятся жидкости с большой плотностью (например, в экономайзерах). В других случаях этой составляющей пренебрегают.