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流体诱发换热器管束弹性不稳定性的数值模拟  
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【英文篇名】 Numerical Simulation of Fluid-Elastic Instability in Heat Exchanger Tube Bundles
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【作者】 程瑞佳; 张亚楠; 肖清; 陈小阁; 刘宝庆;
【英文作者】 CHENG Ruijia; ZHANG Yanan; XIAO Qing; CHEN Xiaoge; LIU Baoqing; Institute of Process Equipment; Zhejiang University;
【作者单位】 浙江大学化工机械研究所;
【文献出处】 轻工机械 , Light Industry Machinery, 编辑部邮箱 2018年 03期  
期刊荣誉：ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 动网格; 流体弹性不稳定性; 双向流固耦合; 振动轨迹;
【英文关键词】 dynamic mesh; fluid-elastic instability; two-way fluid-structure interaction; vibration trajectory;
【摘要】 针对常规换热器频发的振动破坏现象,课题组基于动网格技术和双向流固耦合方法,建立了流体诱发管束振动的三维数值模型。采用数值模拟对实验难以获得的管束振动轨迹进行了补充;研究了管束发生流体弹性不稳定性时主振方向的变化;分析了管子位置的分布对振动的影响;探究了管束的排列方式和节径比对流体弹性不稳定性的影响。结果显示:流体弹性不稳定性先发生在曳力方向,后发生在升力方向;位于边缘的管子的振幅大于中间管子的振幅;在4种排列方式的管束中,发生流体弹性不稳定性从难到易依次为正方形、正三角形、转置正方形、转置正三角形;在一定的范围内,节径比越小,越易于发生流体弹性不稳定性。课题组对换热器管束在模拟方面的研究可对工程应用起到一定的指导作用。
【英文摘要】 Aiming at frequently occurred vibration damage problems of conventional heat exchangers,based on dynamic mesh technique and two-way fluid-structure interaction,a three-dimension numerical model of flow-induced vibration was established.The vibration trajectory of tube bundles, which were obtained difficultly in the experiment, were supplemented by numerical simulation.The change of the main vibration direction in the fluid-elastic instability of the tube bundle was studied.The influence of tube position on ...
【基金】 国家自然科学基金项目(21776246)
【更新日期】 2018-07-04
【分类号】 TK172
【正文快照】 管壳式换热器在过程工业中应用广泛,冷热流体在换热管内外进行流动换热。为支撑管束和强化流体湍动,换热器内部通常设置多层折流板。折流板阻挡并引导壳程流体横向冲刷管束,严重时可引起管束振动。目前比较公认的有关流体诱发管束振动的机理主要有4种:旋涡脱落激振、湍流抖振、

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