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管壳式换热器流体振动原因

发布:tuguan 浏览:1010次

换热管束的震动是由壳程流体的诱导振动引起的,包括漩涡脱落、紊流抖振、流体的弹性激振等形式。其中,弹性激振

是主要的振动形式,并且漩涡脱落和紊流抖振对它起一定的促进作用。本文主要从上述三方面阐述管壳式换热器流体振动原因:

1.漩涡脱落

当漩涡脱落频率与管子固有频率一致时,管子便会发生共振。两相流体横向流过管束时,只有当体积含气率或空隙率ε小于15%时才会发生周期性的旋涡脱落激振。

固定方式为弹性支撑或允许发生弹性形变时,脉动力将引起柱体发生周期性振动,同样柱体的振动会进一步影响尾流旋涡脱落形态。这种流体与结构物之间相互作用的问题即流致振动。

1.1计算原理公式

从单管表面脱落的旋涡频率可利用捷克物理学家斯特罗哈由实验得到的公式来计算:

fs=(St·V0)/d

式中:fs —旋涡脱落频率,或单位时间产生的旋涡数;

d—管外径,m

St—斯特罗哈准数,无量纲,是Re数的函数。

管束中的旋涡脱落频率计算式与式单管的漩涡脱落频率是相同的,但式单管中的v需改用管间隙处的流速v。斯特罗哈数也应按下图(陈延年根据声共振的数据得出的)中的数据选取。


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