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(guò)程中應(yīng)用最為廣泛的熱交換設(shè)備,設(shè)備的安全運(yùn)行對(duì)生產(chǎn)有著極大的影響,但因振動(dòng)破壞而最終導(dǎo)致失效報(bào)廢的案例總有發(fā)生。因此,換熱器管束流體誘發(fā)振動(dòng)一直是國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者重點(diǎn)研究的問(wèn)題。而流體彈性不穩(wěn)定性則是導(dǎo)致?lián)Q熱器管束振動(dòng)的重要原因之一。
　　 本文提出了一個(gè)適用于計(jì)算流體彈性不穩(wěn)定性的有限元模型,采用流固耦合的計(jì)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(guò)程,發(fā)現(xiàn)了流場(chǎng)的劇烈變化是導(dǎo)致管束發(fā)生振動(dòng)的重要原因,并且

2、計(jì)算出了臨界流速。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)并建立了一套研究流體誘導(dǎo)管束振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)研究了換熱器管束流體彈性不穩(wěn)定性的產(chǎn)生過(guò)程和振動(dòng)規(guī)律。將有限元模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明所建立的模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了模型的正確性。與此同時(shí),還對(duì)TEMA標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明TEMA標(biāo)準(zhǔn)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(duì)臨界流速的影響,結(jié)果顯示固有頻率的改變會(huì)影響管束振動(dòng)的軌跡