換熱器管束流體彈性不穩(wěn)定性的隨機(jī)特性研究.pdf

1、管束是各類管殼式換熱器中柔性最大的重要元件。管內(nèi)外的流體流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致管束的振動(dòng)，在流體誘導(dǎo)管束振動(dòng)的幾種機(jī)理中，流體彈性不穩(wěn)定是管外流體流速較大時(shí)管子振動(dòng)最主要的誘因。而且由于換熱器工作狀態(tài)復(fù)雜，管束與支撐板之間的支撐是否有效具有很大的隨機(jī)性，會(huì)嚴(yán)重影響管束的振動(dòng)頻率和模態(tài)。因此研究非有效支撐管束在橫掠流作用下的穩(wěn)定性問(wèn)題對(duì)提高換熱器的可靠性有重要的意義。本文的具體工作如下：
　　一、建立換熱管排和管束的流體彈性不穩(wěn)定受力模型，分別

2、推導(dǎo)殼程流體臨界流速系數(shù)，求解給定排列方式和節(jié)徑比的換熱管束殼程臨界流速并與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，驗(yàn)證該解法的準(zhǔn)確性；
　　二、初步討論了相鄰換熱管間不同振動(dòng)模態(tài)之間耦合問(wèn)題，給出基于流體彈性理論推導(dǎo)的有效流速，對(duì)給定換熱管進(jìn)行計(jì)算解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并給出相對(duì)安全的實(shí)際工作流速；
　　三、建立單管結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，基于解析方法求解換熱管的振動(dòng)特性，利用廣義坐標(biāo)方法通過(guò)Matlab編寫(xiě)程序計(jì)算換熱管中部支撐出現(xiàn)失效情況下的振動(dòng)特性