P*-P*0=k*(F/F*)[1-sin2M1(1-X)/sin2M1] (30)

將方程(27)代入方程(14)，可得：

p*-p*=H/2M2(F/nFc)2cos2M1(1-X)/sin2M1(31)

4結(jié)果和討論

依據(jù)上述計(jì)算得出的三種流動(dòng)狀態(tài)，我們可得出下列的流動(dòng)圖，圖4是分流集箱內(nèi)的速度分布，圖5是分流集箱內(nèi)的靜壓分布，圖6是分匯流集箱間的靜壓差分布。明顯地，無論M2是大于還是小于零，流量都不可能達(dá)到均布，只有在M2等于零時(shí)，才達(dá)到流量均布。

對(duì)鍋爐過熱器、再熱器，在絕大多數(shù)情況下，分、匯流集箱的橫截面是相等的，即F=F*。因此，M2的正負(fù)就只依賴于k*/k。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知[6]，k* (0.4-0.72，k=1-1.2。也就是說，匯流集箱的動(dòng)量交換系數(shù)大于分流集箱的動(dòng)量交換系數(shù)，即k*/k>1/所以，M2總是大于零的，M2小于或等于零都是不實(shí)際的。

在圖6中，當(dāng)M2(0時(shí)，在入口處支流流量偏大，而在封閉處流量偏小，并且，M越大，偏差越大。只有當(dāng)M2=0時(shí)，流體才達(dá)到均布。所以，U型過熱器、再熱器達(dá)到流量均布的條件是M=0。通過對(duì)M2的分檄，由M2的定義可知，當(dāng)F=F*時(shí)，M2=2/H(k*-k)(Fcn/F)2，即M2的大小與H，k*-k，F(xiàn)cn/F有關(guān)，因此，調(diào)節(jié)流量均布的基本手段有以下三種：(1)調(diào)節(jié)支管的阻力系數(shù)H，這在鍋爐的設(shè)計(jì)、制造中，常通過在流量偏大的支管內(nèi)加節(jié)流圈來實(shí)現(xiàn)，目前已虱到實(shí)際應(yīng)用；(2)調(diào)節(jié)集箱橫截面與總的支管截面之比(nFc/F)，該比值減小時(shí)，M2值也相應(yīng)地減小。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于缺乏相應(yīng)的理論指導(dǎo)，該途么的應(yīng)用未能得到充分利用；(3)調(diào)節(jié)k*-k，k*和k越接近，M2值就越小，流量就越均布。但研究表明[6]，k*和k主要受集箱內(nèi)速度分布的影響，而速度分布又受支管間距、d/D、nFc/F的影響，在計(jì)算時(shí)較復(fù)雜，（詳細(xì)的可參見王峻（日+華）等，鍋爐過熱器布置流動(dòng)機(jī)理研究。中國(guó)鍋爐壓力容器安全，1998，14（5）：2~6）

5 結(jié)論

通過建立的U型過熱器、再熱器理論模型，分析了U型布置的流動(dòng)行為，在此基礎(chǔ)上，提出了調(diào)節(jié)U型過熱器、再熱器流量均布的三條途徑：調(diào)節(jié)支管的阻力系數(shù)H、調(diào)節(jié)集箱橫截面與總的支管截面之比(nFc/F)，以及k*-k。對(duì)實(shí)際U型過熱器、再熱器設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

在U型布置的三種流動(dòng)狀態(tài)(M2>0。M2=0，M2<0)對(duì)鍋爐過熱器、再熱器，由于分流、匯集箱橫截面一般相等，所以只有M2>0因k*>k)的流動(dòng)狀態(tài)。但對(duì)化工、通風(fēng)等工程領(lǐng)域換熱、通風(fēng)系統(tǒng)，分流、匯流集箱橫截面可以不相等，因此，U型布置的三種流動(dòng)狀態(tài)(M2>0。M2=0，M2<0)都可能存在。所以，該理論具有一般的通用性。