Тепловой поток на внутренней поверхности нагрева в уравнении энергии задавался или непосредственно, или косвенно (предполагалось, что средняя температура металла трубы равна температуре материальной среды в ней). Не учет эффекта аккумуляции тепла металлом приводит к более интенсивным изменениям теплового потока, т. е. к более жестким условия^. В расчетах учитывались позонное тепловосприятие экранов и не гомогенность потока при расчете потерь на трение. Потери от трения и в местных сопротивлениях как на участках с однофазным потоком, так и при движении пароводяной смеси вычислялись в соответствии с нормами гидравлического расчета для стационарных условий.
Для решения системы уравнений выбран метод прямых, основой которого является замена производных по времени конечно-разностными соотношениями. Полученную систему дифференциальных уравнений, для которой поставлена краевая задача, решаем, интегрируя уравнение на каждом временном шаге по пространственной координате методом Рунге — Кутта. Этот метод расчета, близкий к «схемам бегущего счета» [5], позволяет численно решать очень сложные задачи переноса с хорошей точностью при умеренном объеме вычислений.
Граничные условия краевой задачи удовлетворяются путем варьирования искомого параметра с применением линейной или квадратичной интерполяции. Для средней трубы варьируется давление на входе, для разверенной — расход на входе, для двух цепочек параллельно включенных конструктивно отличающихся трубных элементов (имеющих общие входной и выходной коллекторы) — распределение расходов между цепочками элементов. Начальные условия по длине задаются по стационарному расчету для выбранных значений расходов и далее уточняются методом установления. Расчеты проводились на ЭЦВМ типа М-220 по программам, написанным на языке Алгол-60 с учетом возможностей транслятора ТА-1М. Предварительно были выбраны расчетные шаги по времени и длине, исходя из условий схемной устойчивости и точности.
Анализ расчетов по предлагаемой методике позволил выбрать элементы, для которых необходимо проводить проверку надежности при нестационарных гидравлических режимах, а также выявить: при каких условиях можно ограничиться проверкой по конечному стационарному режиму с сохранением некоторого запаса к показателям надежности, рассчитанных по нормам [2]; признаки необходимости расчета переходных режимов (проводя расчет для стационарных условий).
Влияние нестационарного режима при эксплуатации котла наиболее сильно сказывается на гидравлическом режиме в испарительных трубах, где происходит изменение агрегатного состояния среды, н отклонения расхода могут вызывать резкие колебания весового заполнения труб н перепадов давления. Таким элементом в котле ТМП-501 являются экраны НРЧ, где происходит догрев воды до кипения н испарение ее до 82 ... 85 %. Расчеты выполнялись при нагрузках котла 100 и 30 %, а также при скользящем давлении. Результаты их позволяют судить о протекании переходных режимов н при промежуточных нагрузках.