管道是电厂中工质传输的重要原件,锅炉管道由于长期工作在高温高压的环境中,因此容易出现破裂爆管现象,危害电厂机组的运行,甚至可能造成人员伤亡。炉管泄漏是火(核)电锅炉的常见故障,用声学方法进行泄漏检测是及时和准确判断事故发生和确定泄漏点位置的重要手段,但是许多相关声学问题有待进一步研究,论文以此为背景,对管壁声振动的辐射与传播特性进行研究,论文先后研究了管壁上不同形状的活塞式振动源在周围空间的远场分布,以及管道泄漏喷流引起管壁声振动的辐射与传播特性。管道泄漏引起的管壁振动声传播特点与管道自身材料参数和几何参数有关,揭示泄漏口振动源声波的产生与传播特性,对于锅炉管道在线监测技术和及时发现泄漏减少管道泄漏造成的事故具有重要意义。管道发生泄漏时,管道内部流体、管道结构固体以及管道外部流体都是泄漏声波传播的媒介。发声机理因涉及到流体力学、热学等多种场耦合的分析,由管道泄漏引起的发声机理太过复杂,简化讨论研究圆柱形管壁上有个小的活塞式振动源在周围空间的辐射声场,尽管活塞式振动源的发生机理与泄漏喷流的发声机理不一样,但是周围空间声场的大致分布规律是一样的。数值研究结果发现:不同频率下的活塞式振动源,远场空间的相对声压级在沿极角方向具有相同的变化规律;振动频率越高,周围空间声场的相对声压级峰值越多,干涉现象越明显;对相同形状,相同高度不同半角宽度的振动源而言,半角宽度越大,周围空间的相对声压级最大值越大;在x-y平面,不同形状的振动源具有相同的指向性特征,圆柱形管壁上不同形状的振动源主要影响沿极角方向的声场分布。研究采用计算流体力学的方法利用ANSYS Workbench软件对锅炉管道单相工质流体泄漏进行了流场仿真计算与分析,并用质量流量理论公式对流场仿真结果进行了验证,理论值与仿真值误差在可接受范围之内。在完成流场仿真后,对由于管道泄漏引起的管壁振动情况,进行了单向流固耦合仿真计算分析以及模态分析,应用梁模型对仿真结果进行了验证,并对不同工况下的管道泄漏进行了实验研究。结果表明,泄漏孔径相同的情况下,随着管内流体压力的增大,管壁上产生的声压级随之增大,管内流体压力在0.2-0.5MPa时,保持压力、温度等参数相同的情况下,随着泄漏孔径的增大管壁振动峰值频率减小。