非均匀刚度正方形排布管束的流致振动特性研究
随着管壳式换热器大型化发展,其局部流致振动问题日益受到关注.换热器管束可能出现管束刚度与其他管束有明显区别的现象,造成某些管束在服役期内破坏.本文采用实验与数值模拟相结合的方法对管刚度对正方形管束流致振动问题的影响进行了分析研究.采用水洞装置测定了3种不同刚度的正方形排布下节径比为1.28的管束在不同流速下的振动响应;在计算流体力学基础上建立了管束的数值计算模型,研究了直接受冲刷管束模型.结果显示:刚度小幅度减小不会造成临界流速大幅下降,但当下降某一特定值后,可能会出现明显临界流速下降;刚度较大的管对管束流致振动影响较小,而刚度减小后的管束会造成周围管束振动幅值增加,但是更容易造成自身的流弹失稳和湍流抖振过度破坏.通过对比标准计算值,在刚度减小周围管束的0.643时,按照标准计算的安全系数明显减小,发生流弹失稳的风险显著增大.本文的研究结果可以作为分析大型换热器局部流致振动与标准完善的依据,采用的图像采集技术可为流致振动实验测量和工程检测提供参考.
管壳式换热器 正方形排布管束 非均匀刚度 流致振动
郭凯 谭蔚
天津大学化工学院 天津300350
国内会议
合肥
中文
728-736
2017-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）