船用冷凝器管束流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、管殼式冷凝器作為船舶蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的重要設(shè)備，對(duì)于船舶的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用。管束的流致振動(dòng)以及循環(huán)水側(cè)的流噪聲對(duì)于冷凝器甚至整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著非常重要的作用。目前冷凝器的主要失效形式是熱冷流體流動(dòng)所致的管束流致振動(dòng)引起的破壞，導(dǎo)致冷卻管破裂。冷卻管破損后可能導(dǎo)致內(nèi)外流體溝通，殼程流體被污染，導(dǎo)致重大的損失。冷凝器循環(huán)水側(cè)流噪聲過(guò)大，可能會(huì)加劇管束的流致振動(dòng)并影響船員的工作環(huán)境和工作效率。因此有必要研究管束的流致振動(dòng)和循環(huán)水

2、側(cè)的流噪聲。
　　本文主要從實(shí)驗(yàn)角度研究流致振動(dòng)、冷流體側(cè)的聲壓脈動(dòng)以及二者之間的耦合情況。主要由三個(gè)實(shí)驗(yàn)組成，即單管流致振動(dòng)試驗(yàn)、冷凝器管束模擬件實(shí)驗(yàn)和冷凝器處于蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)中的實(shí)際測(cè)試實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)兩端固支的彈性管實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了漩渦脫落的“鎖定現(xiàn)象”，發(fā)現(xiàn)了漩渦脫落和紊流抖振對(duì)于管內(nèi)流噪聲的不同影響以及管內(nèi)流噪聲的主要影響因素。管束實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)計(jì)的冷凝器管束模擬件，研究在典型冷凝器管束排列情況下流體流速、聲源特性等因素對(duì)于模擬件的管束

3、流致振動(dòng)情況和進(jìn)出口水室內(nèi)的聲壓脈動(dòng)情況的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，流致振動(dòng)引起的管內(nèi)的聲壓脈動(dòng)具有“不對(duì)稱性”，并且聲共振會(huì)對(duì)管束阻力方向產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)態(tài)的聲致作用力。為了滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)試的需要，搭建了蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)。本文給出了搭建該試驗(yàn)臺(tái)的過(guò)程中涉及到的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備的熱力設(shè)計(jì)和選型、管路阻力計(jì)算、疏水設(shè)計(jì)、管路系統(tǒng)減振降噪設(shè)計(jì)、測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方案方法以及蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)施工建造過(guò)程中遇到的一些具體問(wèn)題的解決辦法。調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明，雖然實(shí)驗(yàn)臺(tái)