管壳式换热器由于自身的众多优点在化工生产中得到广泛的应用。但随着换热器的大型化,流体诱发振动的问题却愈加突出,引起了国内外研究者的广泛关注。在流体诱发振动的机理中,流体弹性不稳定性是最重要也是破坏性最强的机理,对换热器管束的流体弹性不稳定性开展实验研究,具有很重要的理论意义和工程应用价值。本文首先采用水洞实验方法对节径比均为1.28的的刚性管阵中一根弹性管和全弹性管阵的振动特性进行了研究。实验管阵包括4种排布方式:正三角形排布、转角正方形排布、转角三角形排布和正方形排布。为了验证刚性管阵中一根弹性管的简化方法对节径比为1.28的管阵的适用性,将两类管阵相同位置处的管束的振动响应进行了对比分析。结果表明,同一种排布方式的刚性管阵和全弹性管阵中管束失稳的位置不相同,临界流速也不一致,两类管阵中相同位置处管束的频谱响应,振动轨迹及主振方向都存在不同程度的差异。因此可以得出结论:对于流体介质为水,节径比为1.28的管阵,刚性管阵中一根弹性管的简化方法不适合用来代替全弹性管阵研究管束的流体弹性不稳定性。其次,本文对管束刚度对正方形排布的全弹性管阵的流体弹性不稳定性的影响进行了实验研究,旨在为工程实践应用提供相关依据和参考。通过将改变部分管束刚度后的测定管的振动特性与改变前的进行对比,研究了变刚度管束位置、数量及刚度变化对测定管振幅和临界流速的影响。结果表明,关于振幅,与改变前相比,上游管束刚度的改变会对测定管横流方向的振幅起到一定程度的削弱作用,下游管束刚度的改变没有上游的效果明显;随着上游变刚度管束数量的增加,测定管横流方向的振幅被削弱程度有所加强;上游管束刚度减小时对测定管振幅的削弱作用要强于上游管束刚度增大。测定管的临界流速与变刚度管束位置、数量及刚度变化没有明显的规律。