換熱器管束流體彈性不穩(wěn)定性的研究.pdf

1、換熱器是化工生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為廣泛的熱交換設(shè)備,設(shè)備的安全運行對生產(chǎn)有著極大的影響,但因振動破壞而最終導(dǎo)致失效報廢的案例總有發(fā)生。因此,換熱器管束流體誘發(fā)振動一直是國內(nèi)外專家學者重點研究的問題。而流體彈性不穩(wěn)定性則是導(dǎo)致?lián)Q熱器管束振動的重要原因之一。
　　 本文提出了一個適用于計算流體彈性不穩(wěn)定性的有限元模型,采用流固耦合的計算方法模擬了換熱器管束流體彈性不穩(wěn)定性的發(fā)生過程,發(fā)現(xiàn)了流場的劇烈變化是導(dǎo)致管束發(fā)生振動的重要原因,并且

2、計算出了臨界流速。根據(jù)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,設(shè)計并建立了一套研究流體誘導(dǎo)管束振動的實驗裝置,實驗研究了換熱器管束流體彈性不穩(wěn)定性的產(chǎn)生過程和振動規(guī)律。將有限元模擬計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明所建立的模型與實驗結(jié)果吻合較好,驗證了模型的正確性。與此同時,還對TEMA標準的計算結(jié)果進行了評價,結(jié)果表明TEMA標準的結(jié)果偏于保守。
　　 本文利用有限元模型還研究了固有頻率對臨界流速的影響,結(jié)果顯示固有頻率的改變會影響管束振動的軌跡