工程设计与计算专题：案例三：给水长径喷嘴设计（电站）

案例三：给水长径喷嘴设计（电站）

电站给水温度高、压力高、流量大，常用长径喷嘴，本算例演示其设计要点。

• 工况：D=250 mm，p=15 MPa，t=200 ℃，qm=500 t/h
• 查水物性得 ρ₁ ≈ 870.5 kg/m³（含压力修正），μ ≈ 1.34×10⁻⁴ Pa·s
• 取 Δp_max=25 kPa
• 长径喷嘴 C = 0.9965 − 0.00653·√(β·10⁶/ReD) ≈ 0.9943
• ε = 1（液体）
• 迭代解得 β ≈ 0.629，d ≈ 157.3 mm
• 校核 ReD ≈ 5.3×10⁶，在 10⁴~10⁷ 范围内
• 永久压力损失 ≈ 10.0 kPa（约差压的 40%）
• 须做热膨胀修正：d、D 按工作温度修正
• 材质须与管道匹配（如 15CrMo、12Cr1MoV）

热膨胀修正：
d_t = d_20 · [1 + α_d·(t − 20)]
D_t = D_20 · [1 + α_D·(t − 20)]

碳钢 α ≈ 11.7×10⁻⁶ /℃；不锈钢 α ≈ 16.0×10⁻⁶ /℃