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管壳式换热器流体诱发振动设计研究

姜超越  
【摘要】:管壳式换热器在石化、动力等工业领域中具有广泛的应用。为了提高其换热性能,往往选择更高的流速,而流速越高就越容易在换热器内诱发振动。换热器因流体诱发振动导致失效的比例几乎占其损坏总量的30%。因此,在对换热器进行工艺设计时,需要特别考虑换热器内流体诱发振动的影响,进行相应振动设计,确保管束对激励的响应限制在安全范围内,避免振动造成破坏。 以往换热器设计采用传统算法进行振动判定,结果较为保守。随着高技术领域中换热器应用工况的极端化,对其流速要求越来越高,需要进行更准确的振动判定,即发展更高精度的换热器内流体诱发振动计算方法。本文参照GB151及TEMA标准,结合国内外相关文献,在保证工程可行性的基础上,对已有的算法进行了优化选择,形成一套完整的振动判定计算方法,包括漩涡脱落计算区域的定义、振动破坏的细化判定条件、分区段进行流速计算等改进。通过与专业换热器设计软件HTRI计算结果的比较及数值模拟,验证了算法的准确性与合理性。


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