不等频率比转置三角形管束流体弹性失稳试验研究

作者：郭凯; 程雨轩; 谭蔚; 王博尧; 于美琪; 张红升^*

来源：压力容器, 2023, 40(04): 1-44.

DOI：10.3969/j.issn.1001-4837.2023.04.001

• 管壳式换热器
• 换热器管束
• 流致振动
• 不等刚度

管壳式换热器是最为常用的热交换设备，管束的流致振动问题是设计和制造关注的重点，虽然换热器的设计过程对管束流致振动问题有所要求，但是由于管束的支撑存在不对称性，造成实际工作中的管束振动问题难以准确预测。采用水洞试验，研究了节径比为1.41的不同频率比转置三角形管束的流体弹性失稳特征，对比分析了振幅、频率响应和相图特性。结果表明，当Rf<0.8时，单弹性管模型很难准确预测管束横流向失稳临界流速。随着频率比Rf的减小，横流向失稳前振动形式由混沌形式向双周期振动转化，而顺流向振动形式在失稳后，则由准周期振动向双周期振动形式转化。同时，管束顺流向可能出现超过标准的振幅，在换热器设计和运行过程中应予以关注。

• 单位
  环境与化学工程学院; 天津大学; 燕山大学