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

1、了解由石墨等脆性材料組成、內(nèi)部伴有多相流動的換熱管的振動行為，對于換熱器的安全操作具有重要意義。借助于振動加速度傳感器、熱電偶、壓力變送器、電磁流量計和靜動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)，采用標準偏差、峰度、功率譜密度函數(shù)和小波分解等分析方法，對汽-液-固三相沸騰流的循環(huán)流體、汽泡和顆粒行為進行了研究，進而揭示流化床蒸發(fā)器中石墨加熱管振動行為的機理和規(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。壓差信號的波動對應汽泡的生成行為，其功率譜的主頻對應流體脈動頻率，其標準偏差正相關(guān)于三相區(qū)長度，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，沖擊頻率負相關(guān)于振動加速度信號的峰度。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加速度信號的峰度均減小。
　　振動加速度、速度和位移信號均表現(xiàn)出多尺度特性。宏尺度低頻振動子信號

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