【摘 要】
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流致振动是蒸汽发生器、换热器内传热管潜在失效机理之一,主要包括流弹失稳、湍流激励和旋涡脱落,其中流弹失稳对传热管的破坏最为严重,能使传热管剧烈振动以至快速失效。为了更好的模拟蒸汽发生器、换热器等设备内多支撑传热管束流致振动响应特性,本文针对支承板支撑4跨模拟传热管直管束开展流致振动试验和理论分析研究。试验件由49根三角形叉排布置的模拟传热管组成,管子两端固定,中间三处采用支承板支撑。试验测量获得了
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流致振动是蒸汽发生器、换热器内传热管潜在失效机理之一,主要包括流弹失稳、湍流激励和旋涡脱落,其中流弹失稳对传热管的破坏最为严重,能使传热管剧烈振动以至快速失效。为了更好的模拟蒸汽发生器、换热器等设备内多支撑传热管束流致振动响应特性,本文针对支承板支撑4跨模拟传热管直管束开展流致振动试验和理论分析研究。试验件由49根三角形叉排布置的模拟传热管组成,管子两端固定,中间三处采用支承板支撑。试验测量获得了单向横流冲刷和双向横流冲刷下不同进口流速传热管束的振动特性,获得了振幅、频率、临界雷诺数等关键信息,并将试验值与理论计算值进行对比,分析传热管流致振动机理的作用规律。研究发现在单向横流冲刷下传热管束的临界雷诺数为2.45x105,与ASME规范模型最为接近,发生流弹失稳现象时振幅值达到管径的16%,且当雷诺数在1.4x105～2.4x105区间时发生漩涡脱落现象,来流方向和升力方向漩涡脱落共振峰值频率分别为97Hz和107Hz。双向横流冲刷下传热管易发生流弹失稳现象,临界雷诺数为2.30x105,两种流动方式下传热管发生失稳时加速度峰值频率均为104Hz,该值与单跨固定模型的一阶固有频率非常接近。研究结果可为传热管束流致振动数值模拟分析提供验证。
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