Produktkatalog Catalogue of Products - Daume Regelarmaturen ...

Änderungen vorbehalten. Stand: Oktober 2005
Dampfkühlung und Dampfsättigung
Steam desuperheating and -saturating
3.1 Einflußgrößen auf die Verdampfung und Mischung
Die Länge der Verdampfungs- und Mischstrecke wird durch
mehrere Parameter bestimmt. Einige dieser Einflußgrößen wie
Druck und Temperatur vor und nach dem Kühler sowie Druck
und Temperatur des Einspritzwassers sind durch die Betriebsbedingungen
vorgegeben und lassen sich nicht beeinflussen.
Andere Einflussgrößen hängen von der Gestaltung der Einspritzdüsen
und eventueller Einbauten in die Rohrleitung zur
Verbesserung der Vermischung ab und bieten eine Möglichkeit
zur Verkürzung der Verdampfungs- und Mischstrecke und
damit zur Vergrößerung des stabilen Regelbereiches.
Die bei der Einspritzung von der Düse erzeugte Tropfengröße
und die Tropfenverteilung über den Leitungsquerschnitt ist
eine dieser Einflussgrößen: je kleiner die Tropfen und je gleichmäßiger
sie über den gesamten Rohrquerschnitt verteilt sind,
umso kürzer wird die Verdampfungsstrecke.
Bei Einspritzkühlern häufig angewendet werden Druckzerstäuberdüsen
mit Hohlkegel- oder Vollkegelsprühbild. Bei derartigen
Düsen wird das Wasser zunächst durch einen Drallkörper
in Rotation um die Düsenachse versetzt und gelangt dann
über eine konische Wirbelkammer zur Düsenöffnung. Die erzeugte
Tropfengröße ist vom Durchmesser der Düsenöffnung,
dem Druckabfall über der Düse und dem erzeugten Sprühwinkel
abhängig.
Den größten Einfluß hat der Druckabfall über der Düse: die
erzeugte Tropfengröße ist etwa umgekehrt proportional zu
dem Druckabfall (und dem Durchsatz).
Einen nur geringen Einfluß hat der Sprühwinkel: bei größerem
Sprühwinkel werden die Tropfen – bei sonst gleichen Bedingungen
– geringfügig kleiner.
Dagegen ist der erzeugte Tropfendurchmesser dem Durchmesser
der Düsenöffnung in etwa direkt proportional. So ist
z.B. der mittlere Tropfendurchmesser bei einer Düse mit 2 mm
Düsendurchmesser bei einem Druckabfall von 30 bar etwa
0,2 mm, während bei einer Düse mit 5 mm Düsendurchmesser
bei 0,5 bar Druckabfall der Durchmesser fast 1,0 mm beträgt.
3.1 Effects on evaporation and mixing
L.Nr. XI
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The length of the evaporation and mixing stage is determined
by several parameters. Some of them like pressure and
temperature in front of and after the cooler as well as pressure
and temperature of the injected water are given by the operating
conditions and can not be altered. Other influences depend
on the design of the injection nozzles and special installations
in the piping to improve mixing in order to shorten the evaporation
and mixing distance, which in turn will extend the
stable control range.
The size of the droplets generated by the injection nozzle and
the distribution of the droplets over the cross section of the
pipe is one of this effects: the smaller the droplets and the
more even they are distributed the shorter the evaporation
distance will be.
In injection coolers pressure evaporation nozzles with hollow
or full cone spray pattern are frequently used. In those nozzles
the water will be forced into rotation around the axis of the
nozzle by a swirl insert and will flow through a conical vortex
chamber to the nozzle outlet. The size of the droplets depends
on the diameter of the nozzle orifice, the pressure drop in the
nozzle and the spray pattern.
The largest influence is caused by the pressure drop in the
nozzle, the size of the droplets is roughly inverse proportional
to the pressure drop (and the throughput).
Of little influence is the spray pattern, a wider spray angle
results in insignificant smaller droplets assuming other
conditions remain the same.
On the other hand the size of the produced droplets will be
approximately proportional to the diameter of the nozzle orifice.
For example the average droplet diameter will be approximately
0,2 mm using a nozzle with 2 mm diameter and a pressure
drop of 30 bar whereas the droplet diameter would be almost
1,0 mm if a nozzle of 5mm and a pressure drop of 0,5 bar
would be used.
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