管內(nèi)汽-液-固流動(dòng)沸騰激發(fā)的石墨管的多尺度振動(dòng)行為.pdf

1、了解由石墨等脆性材料組成、內(nèi)部伴有多相流動(dòng)的換熱管的振動(dòng)行為，對(duì)于換熱器的安全操作具有重要意義。借助于振動(dòng)加速度傳感器、熱電偶、壓力變送器、電磁流量計(jì)和靜動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)偏差、峰度、功率譜密度函數(shù)和小波分解等分析方法，對(duì)汽-液-固三相沸騰流的循環(huán)流體、汽泡和顆粒行為進(jìn)行了研究，進(jìn)而揭示流化床蒸發(fā)器中石墨加熱管振動(dòng)行為的機(jī)理和規(guī)律。取得的主要研究結(jié)果如下：
　　三相流的循環(huán)速度隨蒸汽壓力的增加而增加，隨固含率的增加而減

2、小。壓差信號(hào)的波動(dòng)對(duì)應(yīng)汽泡的生成行為，其功率譜的主頻對(duì)應(yīng)流體脈動(dòng)頻率，其標(biāo)準(zhǔn)偏差正相關(guān)于三相區(qū)長(zhǎng)度，且隨蒸汽壓力增加而增加，隨固含率變化不大。顆粒與管壁的沖擊力正相關(guān)于顆粒的循環(huán)速度，沖擊頻率負(fù)相關(guān)于振動(dòng)加速度信號(hào)的峰度。增加蒸汽壓力，1.2、2.4 mm粒徑顆粒峰度減小，3.5 mm粒徑顆粒峰度變化不大；增加固含率，三種粒徑顆粒的振動(dòng)加速度信號(hào)的峰度均減小。
　　振動(dòng)加速度、速度和位移信號(hào)均表現(xiàn)出多尺度特性。宏尺度低頻振動(dòng)子信號(hào)

3、主要決定于循環(huán)流體行為，介尺度中頻振動(dòng)子信號(hào)主要決定于汽泡行為，微尺度高頻振動(dòng)子信號(hào)主要決定于顆粒沖擊行為。沿石墨管軸向方向，中間位置的振動(dòng)強(qiáng)度大于上、下兩端。增加蒸汽壓力和粒徑，振動(dòng)加速度、速度和位移信號(hào)的三尺度子信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差均增加，但增加幅度逐漸減小。在汽-液兩相條件下加入顆粒，振動(dòng)加速度顯著增強(qiáng)，振動(dòng)速度增強(qiáng)，振動(dòng)位移減弱。增加固含率，振動(dòng)加速度三個(gè)子信號(hào)增強(qiáng)；振動(dòng)速度宏尺度減弱，介尺度和微尺度子信號(hào)增強(qiáng)；振動(dòng)位移的宏、介尺度子