換熱器管束剛度對(duì)流體彈性不穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、管殼式換熱器由于自身的眾多優(yōu)點(diǎn)在化工生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。但隨著換熱器的大型化，流體誘發(fā)振動(dòng)的問題卻愈加突出，引起了國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。在流體誘發(fā)振動(dòng)的機(jī)理中，流體彈性不穩(wěn)定性是最重要也是破壞性最強(qiáng)的機(jī)理，對(duì)換熱器管束的流體彈性不穩(wěn)定性開展實(shí)驗(yàn)研究，具有很重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先采用水洞實(shí)驗(yàn)方法對(duì)節(jié)徑比均為1.28的的剛性管陣中一根彈性管和全彈性管陣的振動(dòng)特性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)管陣包括4種排布方式：正三角形排

2、布、轉(zhuǎn)角正方形排布、轉(zhuǎn)角三角形排布和正方形排布。為了驗(yàn)證剛性管陣中一根彈性管的簡(jiǎn)化方法對(duì)節(jié)徑比為1.28的管陣的適用性，將兩類管陣相同位置處的管束的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，同一種排布方式的剛性管陣和全彈性管陣中管束失穩(wěn)的位置不相同，臨界流速也不一致，兩類管陣中相同位置處管束的頻譜響應(yīng)，振動(dòng)軌跡及主振方向都存在不同程度的差異。因此可以得出結(jié)論：對(duì)于流體介質(zhì)為水，節(jié)徑比為1.28的管陣，剛性管陣中一根彈性管的簡(jiǎn)化方法不適合用來代替

3、全彈性管陣研究管束的流體彈性不穩(wěn)定性。
　　其次，本文對(duì)管束剛度對(duì)正方形排布的全彈性管陣的流體彈性不穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，旨在為工程實(shí)踐應(yīng)用提供相關(guān)依據(jù)和參考。通過將改變部分管束剛度后的測(cè)定管的振動(dòng)特性與改變前的進(jìn)行對(duì)比，研究了變剛度管束位置、數(shù)量及剛度變化對(duì)測(cè)定管振幅和臨界流速的影響。結(jié)果表明，關(guān)于振幅，與改變前相比，上游管束剛度的改變會(huì)對(duì)測(cè)定管橫流方向的振幅起到一定程度的削弱作用，下游管束剛度的改變沒有上游的效果明顯；隨