固定管板式换热器的振动分析及其控制.pdf

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2013年第3期
固定管板式换热器的振动分析及其控制
王树(大连中集重化装备有限公司
摘要:文中基于管東换热器振动理论,详细的探讨了固定管板式换热器振动分析及其控制,研究得到:只要合理
的控制好流体力的作用相位,对于换热器来说,都能够分散流体力对换热器管束的作用效果,从而能冇效控制流体诱
发的振动问题;如果流体力相位控制的不合理,即使管束的固有频卒和流体的激振频率相差很远,也能诱发管束的振
动问题
关键词:管東换热器;振动;流体诱
0引言
于流体引发振动的研究,我们的试验通常是取一段管束的简化
热量交换设备换热器在工业生产领域及国民经济中其有十模型来进行分析研究的,计算状态也是理想状态的情况,这个阶
分广泛的应用。随着社会的不断发展,一方面新材料、新工艺和段和管東的实际复杂工作环境相去甚远;另外我们还知道,管東
新技术不断出现和运用,另一方面能源的不科持续发爬问题越的振动除了和流体的频率相关以外,和流体的相位、作用力等方
米越严重,也因此促进了石油化工深度加工的发展和完善,对能面都有关,研究常规方法有可能是浪费精力之举。
源的最大使用和減少浪费越来越为人们所重视。换热器面临更
2以固定管板式换热器振动分析及其控制
新換代的问题。发达国家的换热器儿乎高新完毕,热回收率达
我们取固定管板式换热器作为我们的研究对象,并以此为
96%之高。其中,新式的换热器设备更新率占到30%左右,、绝大例,来对换热器中流体对管束的振动诱发以及折流杆和固定管
都是管式的换热器,其热效率高,效果质量都非常好。不过,换热板对振动的响应来予以分析说明。下图1是一个管子与折流板
器内的流体诱导产生振动的问题一直以来都是个技术难点,也布置图,为试验所得
制约着换热器的技术发展和进步,次问题已经引起国际社会的
实际环境中流体激振力的相位为管束节径比排列方式、管
高度重视并加强相关的技术研究,振动计算已经成为换热器径、流体密度、流体速度以及流道等许多方间的因素影响的,通
设计的重要内容之
过上图以及一些计算分析可知,合理调整管束节径比或者折流
1管束振动理论分析
板尺寸等,能够对流体力的相位起到改变和控制,进而影响流体
其实振动技术及控制技术我们并不缺乏,水工结构、土木工和换热器管東的相互作用应力,分散换热器管東上面的应力作
程、航空、航海、机械工程等等很多方都有成熟的使用,不过换用,这样就能使流体诱发管東振动的问题得到控制和解决。通过
热器的情况和运行环境比较特殊,使得一些如智能驱动材料、主前面提到过的一些工况研究,我们能知道管束的各种受力情况
动变阻尼以及主动变刚度等常规的振动控制方法很难在换热器的问题
中很好的控制振动。目前,还是主要通过对流体引发振动的机理
通过对固定管板式换热器流体诱发振动的各种工况的深入
研究判断为重要依据来处理和控制换热管中的振动问题的,例研究和响应计算,我们知道了流体力的相位以及流体力的作用
如,对流体引起振动的漩涡脱落的方间的要求和处理就是方法点作用位置对换热器管東响应之间的相互关系,得出以下结论:
之
1.只要合理的控制好流体力的作用相位,对于换热器来说,即使
在换热器的实际结构中有效运用分析方法,对于克服管子流体的振动频率和换热器管束的振动频率很接近,都能够分散
不至于发出大的振动还是很有效果的,并且对于换热器的制造流体力对换热器管束的作用效果,从而能有效控制流体诱发的
和设计都有一定程度的指导和积极作用。不过,流体引发振动的振动问题;2如果流体力相位控制的不合理,即使管東的固有频
科日及研究一米孤立进行,还有就是日前其研究成果并不突出,率和流体的激振频率相差很远,也能诱发管束的振动问题。
流体引发振动其中的计算方法和复朵性也研究的并不成熟。对
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图1子与折板布置图