Парогенеруючі труби, розташовані в топці котла, сприймають теплоту від факела, в якому горить паливо, радіаційним способом і від гарячих димових газів, що омивають труби.
На інтенсивність відведення теплоти від внутрішніх стінок парогенеруючих каналів до парорідинного потоку, що рухається в них, суттєво впливає структура двофазового потоку і режим його руху.
У вертикальній парогенеруючій трубі можливі режими руху двофазового потоку, які схематично показані на рис 2-8.
Перехід від режиму “а” до режиму “г” здійснюється в зв’язку з наростанням кількості пари, що утворюється.
В парових котлах з багатократною природною циркуляцією в основному реалізується режим “а” і “б”, завдяки відносно невисокому паровмісту двофазового потоку.
Через різницю густин дійсна швидкість руху води, , буде меншою від швидкості руху пари, ,
.
Розглянемо деякі терміни, якими користуються при аналізі теплогідродинамічних процесів в парогенеруючих трубах.
1. Приведена швидкість руху води, ,
, м/с, (2-14)
де: , - маса і об’єм води, що проходить через поперечний переріз труби, кг/с, м3/с; - густина води, кг/м3 ; – площа поперечного перерізу, м2, через який рухається двофазовий потік.
2. Приведена швидкість руху пари, ,
, м/с, (2-15)
де: , – маса і об’єм пари, що проходить через поперечний переріз труби, кг/с, м3/с; – густина пари, кг/м3.
3. Швидкість руху парорідинної суміші:
, м/с, (2-16)
де: , – об’єм і маса пароводяной суміші.
Величина є істинною швидкістю руху пароводяної суміші, яка дорівнює сумі приведених швидкостей руху води і пари.
4. Масовий паровміст двофазного потока x – це відношення масової витрати пари до масової витрати пароводяної суміші.
. (2-17)
Можна визначити паровміст і за формулою:
, (2-18)
де: , – питома ентальпія суміші в даному перетині труби, кДж/кг і питома ентальпія води в стані насичення в даному перетині, кДж/кг;
– питома теплота пароутворення при тому ж тиску, кДж/кг.
5. Об’ємний витратний паровміст двофазного потоку – це об’ємна доля пари в потоці пароводяної суміші при однакових швидкостях руху води і пари.
. (2-19)
5. Істинний паровміст двофазного потоку – доля перетину труби, яка зайнята рухомою парою, , і відповідає дійсним швидкостям руху води і пари.
. (2-20)
Таким чином, доля труби, зайнята парою,дорівнює:
, м2,
а водою: , м2.
6. Істинні швидкості води і пари визначаються таким чином:
, м/с; (2-21)
, м/с. (2-22)
Очевидно, як витікає з фізичного вмісту величини і ,
.