Nierównowagowe przemiany fazowe

• Autorzy: Kornet S. , Badur J.

Warianty tytułu

EN

Non-equilibrium phase transition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Woda jest substancją, która występuje najczęściej w naturze i może przyjmować różne stany skupienia. Przemiany fazowe zachodzące w wodzie są przedmiotem naszego codziennego doświadczania. Mogą one zachodzić spontanicznie, lub także mogą być one inicjowane przez człowieka w różnego rodzaju maszynach i urządzeniach. Do najbardziej ciekawych przemian, które zachodzą w tym płynie są kondensacja i flashing. Oba te zjawiska mogą być zainicjowane poprzez szybką zmianę ciśnienia, zatem są to przemiany indukowane „naprężeniowo”. Zjawiskiem branym pod uwagę w realizowanych badaniach jest kondensacja pary wodnej. W części NP kondensacyjnej turbiny parowej przedostatni i ostatni stopień pracują w obszarze, w którym zachodzi zjawisko tzw. spontanicznej kondensacji, która jest nierównowagowym przejściem fazowym. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń przepływu pary w części NP turbiny parowej mocy 200MW i porównano je z danymi eksperymentalnymi. Obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem różnych sposobów modelowania przepływu pary.

EN

Water is a substance, which occurs most commonly in nature and can exist in different states of aggregation. Phase transformations, taking place in the water, are a subject of our everyday experience. They happen spontaneously or are initiated by a man in a various kinds of machines and devices. The most interesting phenomenons, occurring in this fluid, are condensation and flashing. Both of these phenomenons can be initiated through a rapid pressure change, therefore there are a stress induced phase transitions brought about the mechanism of local tension of the fluid. Condensation was the main object of the research. In the experimental part of the work only condensation has been taken into account. Actually, in the CFD literature, there are three main types of non-equilibrium condensation models. These three main types of models are: the single continuum approach (called also single-fluid approach), the Eulerian –Eulerian multi-phase approach (called also two-fluid approach) and Lagrangean-Eulerian Fluid Solid Interaction approach. In this part, there have been taken the attempts of different condensation models comparison. Numerical calculation, done using the CFD code, are confronted with a classical experiment IMP PAN made in the de Laval nozzle.

Słowa kluczowe

PL

kondensacja; flashing

EN

condensation; flashing

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Kornet S.

• Instytut Maszyn Przepływowych, Zakład Konwersji Energii, Gdańsk

autor

Badur J.

• Instytut Maszyn Przepływowych, Zakład Konwersji Energii, Gdańsk

Bibliografia

• [1] Badur J., Bilicki Z., Kwidziński R.: Operacyjna lepkość objętościowa w procesie transport pędu ekspandującej wody i uderzeniowej kondensacji pary wodnej, „Zeszyty Nauk. IMP PAN”, 479, 1997, s. 1–81.
• [2] Gyarmathy G.: Condensation in flowing steam, [in:] Two-Phase steam flow in turbines and separators, eds M. J. Moore, C. H. Sieverding, Hemisphere Pub., 1976, s. 127–189.
• [3] Puzyrewski R., Krzeczkowski S.: Some results of investigations on water-film break-up and motion of water drops in aerodynamic trail, “Transactions of IFFM”, tom 29–31, 1966, s. 21–44.
• [4] Puzyrewski R.: Kondensacja pary wodnej w dyszy de Lavala, PWN, Poznań, 1969.
• [5] Schnerr H., Badur J.: Przepływy wielofazowe, zagadnienia kondensacji i kawitacji, „Opr. Wew. IMP”, 23/02, Gdańsk 2002, s. 1–44.
• [6] Schnerr G., Vortmann C., Winkler G. Badur J., Banaszkiewicz M., Karcz M., Ochrymiuk T.: Niestacjonarne przepływy wielofazowe zagadnienia kondensacji i kawitacji, IMP PAN, 491/99, Gdańsk 1999.
• [7] Sienczak T., Badur J.: Problemy modelowania nierównowagowej homo- i heterogonicznej kondensacji pary wodnej w warunkach turbinowych, Mat. IX Konf. Nauk.-Tech. Elektrownie Cieplne, Eksploatacja-Modernizacje-Remonty, Słok –Bełchatów, 2009, 189-195.
• [8] Badur J.: Pięć wykładów ze współczesnej termomechaniki płynów, skrypt PK, www.imp.gda.pl, Gdańsk, 5002.
• [9] Zakrzewski W.: Walidacja modelu pary mokrej przez porównanie z eksperymentem, Współczesne technologie i konwersja energii, Wydawca Wydział Mechaniczny, Gdańsk 2011.
• [10] Perycz S.: Turbiny parowe i gazowe, Wyd. Pol. Gdańskiej, 1988.
• [11] Karcz M., Zakrzewski W., Lemański M., Badur J.: Zagadnienia modelowanie 3D spontanicznej kondensacji w części niskoprężnej turbiny parowej 200MW, Mat. X Konf. Nauk.-Tech. „Elektrownie Cieplne Eksploatacja-Modernizacje-Remonty”, Słok k.Bełchatowa, 2011, s. 253–262.
• [12] Zakrzewski W., Nastałek L., Kornet S., Badur J.: Numerical simulations of wet steam flow in the Baumann stage and comparisons with measurements on 200MW turbine unit, Mat. Konf. Applied Mechanics 7, Bydgoszcz 2012.
• [13] Badur J., Ziółkowski P., Kornet S., Jesionek K., Masłyk M.: Modelowanie pracy stopnia Baumanna, część III – Kondensacja i osadzanie się kropel, Mat. 52 Symp. Modelowanie w Mechanice, Ustroń 2013.
• [14] Badur J., Karcz M., Lemański M., Zakrzewski W., Jesionek K., Straś K., Masłyk M.: Modelowanie pracy stopnia Baumanna, część I – Przepływ, Mat.50 Symp. Modelowanie w Mechanice, Gliwice, 2011.
• [15] Gundlach W.: Podstawy maszyn przepływowych i ich systemów energetycznych, WNT, Warszawa 2008.
• [16] Błażko E.: Modernization of PWK-200, TK-200 low pressure part installed in power stations with an open cooling water system, IMP PAN Reports, 41/89, 1989, s. 1–124.
• [17] Badur J., Karcz M., Lemański M., Zakrzewski W., Jesionek K.: Remarks on steam condensation modeling related to steam turbine of large output, Proc. Of microCAD “International Scientific Conference”, Miscolc 2011.
• [18] J. Badur, M. Banaszkiewicz, Application of Korteweg’s capillary stress tensor in momentum balance for flashing flow, „Arch. Thermodynamics”, 19, 1998, s. 61–86.
• [19] Badur J., Bilicki Z.: Spontaniczne wrzenie w przepływie i w objętości. Analiza równania domknięcia określającego początek wrzenia, IMP PAN w Gdańsku, Gdańsk, nr 450/1406/97, 1995, s.1–45.
• [20] Badur J., Banaszkiewicz M.: Kapilarne własności przepływów z odparowaniem rozprężnym w fenomenologicznym modelu Ginzburga-Landaua, IMP PAN w Gdańsku, Gdańsk, nr 485/1444/97, 1997, s. 1–97.