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无锡东进:浅析含有密封条的换热器

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由于测量流速极其困难,因此按有效流动区和有效流量计算流速。另一个相当重要和难以预测的参数是数衰减,这是系统机械阻尼和水动力阻尼的总和,这个衰减值与实验值结合起来就能确定流体弹性激振机构中的临界不稳定常数。因估算流速及阻尼较困难,因此,试验结果中的一些分布点的值是近似的。但所得的结果与理论分析相一致,这样就可把原来所取的这类安全系数减小一些。

换热器数据及试验程序图示出了试验换热器的隔板及管子的排列情况。试验换热器的壳体直径为,进,出口接管公称直径为。管子材料为海军铜,直径、长,并呈间距为的三角形排布。换热器易于装配和拆卸,以便能装入各种管束和隔板。换热管采用压在管板间的单形环密封。将室温下的水通入壳内,不断增加其流量直到振动开始。管子振动的固有频率用装在其内部的加速仪测量。

加速仪装在带形环的接头的,能顺利地沿轴向从一管移入另一管。隔板切口及壳侧入口管的型式及位置,采用水流分析理论计算出了布管区及最外圈管子与壳体内径间的壳程流量系数。通过试验发现根管和根管,总流量中约有的流体流过通道,而的流体从管子与隔板之间以及隔板外圆与壳体内径之间的间隙流过。

对隔板间距为的试验,一截面的流速为,与理论计算相容。一截面的流速是重要的参数,因为此截面是隔板切口处第一临界管排,此处产生的振动最大。这种相容性并非是通道或接管流速所固有的。试验中通道流速为,而试验相当高,达到。假如通道流速是引起振动的主要原因,试验AZ中的临界流量就会更接近试验Al的临界流量,但是实际情况并非如此。在隔板间距为55.进、出口接管都位于换热器的顶部,径向离这些接管最近和最远的换热管首先产生振动。

接管正下方隔板内换热管的固有频率比远离该按管通道隔板内换热管固有频率高7一10.这种稍高固有频率的换热管与远离接管的那些换热管相比不易引起振动。但紧靠该接管的那些换热管经历了较高的管速进口流速,从而抵消了稍高的固有频率的效果。以隔板间距为58.42cm的试验为便,按TEMA理论计算的管束入口流速超过7.62m/S.即使在这种极高的流速下,此处的管子也不象换热器底部换热管那样容易引起振动。

这种情况是许多工业用换热器所共有的特点。对振型的分析有助于解释为什么一些管子比其它一些容易产生振动。所示出了试验A3位于接管下方的换热管计算所得的四组振型。了与接管成180方向换热管的振型。由于进口接管的流体冲击到接管下的短跨距_匕因此,很明显看出第一类振型的流速效应远不如相邻轴向长跨距那样显著。

结论对壳程采用水为介质的带有流动阻碍物(如密封条)的换热器流体诱导振动分析,包括对换热器的流速分布分析及动态系统的阻尼分析。因为,测量这些参数较困难,所以需要进行认真的推算。试验表明:如将不稳定数为4,对数衰减数用于紧密的30.三角形排布,采用流体弹性激振理论就可对这种类型换热器的流体诱导振动情况进行很好的预测。