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圆筒流体域内管束振动与碰撞接触的流固耦合动力学方法研究

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应用数学和力学 2018年第5期39卷 568-583页

作者：岳欠杯刘巨保罗敏张强东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

在海洋平台、核电站、石油石化等工业中,海洋从式井组隔水管、换热器管束等在流体作用下,可能诱导管束振动过大,引起管束之间碰撞,从而导致管束失效.这是一种典型的管束振动与碰撞接触的流固耦合动力学问题.但管束与流体耦合动力学及其... 详细信息

在海洋平台、核电站、石油石化等工业中,海洋从式井组隔水管、换热器管束等在流体作用下,可能诱导管束振动过大,引起管束之间碰撞,从而导致管束失效.这是一种典型的管束振动与碰撞接触的流固耦合动力学问题.但管束与流体耦合动力学及其碰撞接触的研究成果还未见报道.该文针对管束振动与碰撞接触非线性动力学问题,以三维管束及圆筒流体域内的非定常流体为研究对象,不仅考虑流固耦合界面位移、速度协调以及载荷平衡条件,还考虑管束接触边界以及流体域耦合边界拓扑结构的改变,建立了圆筒流体域内管束振动与碰撞力学模型及算法.算例结果表明,在圆筒流体域内,弹性管束发生接触碰撞时,流体压力在管束接触点处相等,且流体在管束侧流面流动较快.

关键词：管束振动碰撞拓扑结构流固耦合耦合界面

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超超临界机组高压加热器管束振动分析

超超临界机组高压加热器管束振动分析

作者：牛忠华上海交通大学

学位级别：硕士

火力发电机组采用大容量、超超临界技术是实现洁净发电最有效、最现实的途径。掌握超超临界燃煤发电机组制造技术，对以燃煤电厂为主的我国电力工业的可持续发展，具有十分重要的战略意义。高压加热器安全可靠运行对于整个机组的运行具... 详细信息

火力发电机组采用大容量、超超临界技术是实现洁净发电最有效、最现实的途径。掌握超超临界燃煤发电机组制造技术，对以燃煤电厂为主的我国电力工业的可持续发展，具有十分重要的战略意义。高压加热器安全可靠运行对于整个机组的运行具有重要意义。本文主要研究了超超临界机组电厂高压加热器管束在高速流体作用下振动的情况。主要考虑了一般管壳式换热器流体流动诱发振动的四个机理：漩涡脱落，紊流抖振，流体弹性不稳定性和声共振。从高压加热器内部结构入手，建立U形管模型并计算其固有频率。结合高压加热器的工作原理和实际工作情况，通过对管束的各个区域进行振动原理的研究分析，得到以下结论：过热蒸汽冷却段需要考虑的流体诱发振动机理是紊流抖振和流体弹性不稳定;在疏水冷却段需要考虑的流体诱发振动机理是漩涡分离、流体弹性不稳定。并以现有工程为例进行计算校核，得出现有高压加热器结构符合振动分析要求的结论。由于高压加热器的管束振动是非常复杂的，需要大量的验证，本文分析方法也需进一步完善，通过试验不断调整、完善。

关键词：超超临界机组火电厂高压加热器管束振动数值计算

汽轮机热力系统管壳式换热器管束振动的可靠性设计

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中国电机工程学报 1998年第4期18卷 292-294页

作者：史进渊杨宇孙庆上海发电设备成套设计研究所

提出了汽轮机热力系统管壳式换热器管束振动的可靠性设计方法。该方法把流体弹性激振的设计量根据实际情况处理为随机变量，使用概率设计法确定换热器避免流体弹性激振的可靠性。文中给出了高压加热器、低压加热器、凝汽器和汽水分离器... 详细信息

提出了汽轮机热力系统管壳式换热器管束振动的可靠性设计方法。该方法把流体弹性激振的设计量根据实际情况处理为随机变量，使用概率设计法确定换热器避免流体弹性激振的可靠性。文中给出了高压加热器、低压加热器、凝汽器和汽水分离器防止流体弹性激振的设计判据和避开流体弹性激振可靠度的计算公式以及应用实例。

关键词：汽轮机系统换热器管束振动热力系统振动

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热交换器的管束振动及噪声的降低

流体工程 1987年第7期 14-21页

作者：夏永源西安交通大学

热交换器中的管束振动及噪声问题长期以来一直未能获得妥善解决,其原因主要是由于引起振动的机理不是十分清楚。热交换器中的管束振动,一般认为有四种机理:旋涡脱落,湍流冲击、声激发以及流体弹性动力失稳。本文研究旋涡脱落所引起的声... 详细信息

热交换器中的管束振动及噪声问题长期以来一直未能获得妥善解决,其原因主要是由于引起振动的机理不是十分清楚。热交换器中的管束振动,一般认为有四种机理:旋涡脱落,湍流冲击、声激发以及流体弹性动力失稳。本文研究旋涡脱落所引起的声共振。分两部分:第一部分研究单管所引起声共振,第二部分研究管束所引起的声共振及噪声的降低方法。本文虽着眼于基本机理的研究,但对于管束时声振动的数学模型,认为目前还难以建立,只能借助于试验研究。试验研究工作是在美国麻省理工学院的“声与振动实验室”进行的。

关键词：声共振单管热交换器换热器管束振动噪声噪音风洞

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管壳式换热器管束振动与防范

振动．测试与诊断 1992年第4期12卷 28-33页

作者：吴声鸧南京化工公司化机厂南京210043

在化工厂中,管壳式换热器使用十分普遍,换热器管束振动是经常发生的。本文根据有关文献以及从事换热器设计方面的经验,着重从理论上探讨了在换热器设计中做到防范管束振动。文中根据“振动是由壳程流体所引起”这一理论提出防范管束振... 详细信息

在化工厂中,管壳式换热器使用十分普遍,换热器管束振动是经常发生的。本文根据有关文献以及从事换热器设计方面的经验,着重从理论上探讨了在换热器设计中做到防范管束振动。文中根据“振动是由壳程流体所引起”这一理论提出防范管束振动主要受控于两个比值(旋涡分离频率f_s和紊流抖振频率f_(tb)分别与管子固有频率f_n的比值K_s与K_(tb))范围的观点。希望这一观点对于从事换热器设计的工程技术人员有所裨益。

关键词：换热器管束振动振动

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两相横向流诱发换热器管束振动的研究进展

化工机械 2016年第2期43卷 131-136,177页

作者：刘宝庆陈小阁陈涛黄博林郑毅骏浙江大学化工机械研究所浙江和田化工有限公司

介绍了两相横向流诱发换热器管束振动的破坏形式和机理,总结了实验研究中两相横向流诱发换热器管束振动的主要影响因素及其相关计算公式,同时回顾了现阶段的一些有关两相横向流诱发换热器管束振动的实验研究和实验获得的成果。

关键词：换热器管束振动两相横向流含气率两相阻尼

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空气冷却器脉动流诱导管束振动的研究

轻工机械 2019年第1期37卷 36-42页

作者：徐威李来强徐波上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学材料科学与工程学院上海200093

为探究脉动流对空气冷却器内部管束振动的影响,以空冷器轴侧截面为研究对象,建立二维流场数学模型,借助FLUENT软件模拟流场在一个周期内速度和压力的变化趋势,通过用户自定义函数(UDF)改变入口速度方程中激励频率的大小,分析其对管束升... 详细信息

为探究脉动流对空气冷却器内部管束振动的影响,以空冷器轴侧截面为研究对象,建立二维流场数学模型,借助FLUENT软件模拟流场在一个周期内速度和压力的变化趋势,通过用户自定义函数(UDF)改变入口速度方程中激励频率的大小,分析其对管束升、阻力系数的影响,进一步探究管束沿X和Y方向的幅值变化及其运动轨迹。结果表明:不同激励频率下脉动流对换热管升力、阻力系数的频率及幅值均有一定影响;激励频率为80 Hz时,换热管沿X和Y方向的振幅均明显高于其他激励频率工况。因此,在实际生产中,应避免结构频率与脉动流频率范围相接近。

关键词：空气冷却器脉动流管束振动激励频率幅值 FLUENT软件