發(fā)布時間：2017-06-15 08:06

  本文關(guān)鍵詞：換熱器傳熱管流致振動碰磨分析與試驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：換熱器在核電站動力設(shè)備中是維持一次側(cè)和二次側(cè)正常運行的樞紐設(shè)備,其運行狀況對于核電站的影響比較重大,因此其安全運行成為了研究的重點。在換熱器內(nèi),在殼程流體和管程流體的雙重作用下,傳熱管不可避免的會出現(xiàn)流體誘導振動現(xiàn)象,導致傳熱管與支撐板之間產(chǎn)生隨機碰撞,傳熱管壁厚一般為1~1.5mm之間,碰撞磨損嚴重時可能導致傳熱管的破損,因此對換熱器傳熱管與支撐板的微動碰撞以及振動特性研究具有重要的理論意義和工程意義。本文從流體動力學與振動力學理論出發(fā),分析了傳熱管在流體誘導振動下的隨機激振力,采用數(shù)值模擬的方法分析傳熱管的振動特性,同時運用試驗的方式對傳熱管在不同工況下的固有頻率進行了測試。針對以上問題,本文在以下幾個主要方面展開了研究:(1)對換熱器內(nèi)傳熱管產(chǎn)生振動的外部因素進行分析,觀察傳熱管在振動時存在的客觀規(guī)律;對橫向流換熱器內(nèi)流體誘導傳熱管振動進行分析,研究傳熱管在殼程流體和管程流體共同作用下的振動特性,并對傳熱管振動時的隨機激振力大小和振動頻率進行評估分析。(2)通過計算機數(shù)值模擬的方法對傳熱管的前六階固有頻率和振型圖進行了分析,并且對兩端固支的傳熱管在交變載荷下的振動特性進行了有限元分析,得到了傳熱管中間節(jié)點隨時間變化的位移、速度和加速度曲線,并根據(jù)傳熱管振動特性計算了與擋板之間的碰撞力以及振動碰撞頻率。(3)對傳熱管與支撐板之間的微動磨損進行了研究,分析了微動的分類及其運動模式,介紹了影響微動的相關(guān)因素。根據(jù)現(xiàn)有資料并進一步對計算方法改進,將微動磨損的總壽命周期分為微動磨損、裂紋萌生和裂紋擴展三個階段,對以上三個階段的循環(huán)壽命分別進行分析計算,從而得到傳熱管在破損至不能使用時的總循環(huán)壽命。(4)對傳熱管的固有頻率進行了試驗研究,得到直管內(nèi)部加水與不加水時的固有頻率的變化,并且將不加水情況下的傳熱管與數(shù)值模擬的結(jié)果進行了對比,數(shù)值模擬的結(jié)果與試驗結(jié)果之間的相差較小。對U型傳熱管進行了不同固定位置與數(shù)量以及固定松緊程度對于傳熱管的固有頻率的影響進行了試驗,得到了傳熱管的固有頻率隨著固定的松緊度的增大而增加,隨著固定數(shù)量的增多而增加,并且與固定的位置有關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：換熱器 傳熱管 流體誘導振動 振動碰撞 微動磨損 固有頻率
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TL353.13;TM623
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 工程背景及研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 流體誘導振動12-15
• 1.2.2 振動碰撞15-17
• 1.2.3 微動磨損17-18
• 1.3 換熱器存在的振動問題18-21
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及方法21-22
• 1.5 本章小結(jié)22-24
• 2 流體誘導振動隨機激振力研究24-37
• 2.1 換熱器流體誘導振動主要機理分析24-30
• 2.1.1 流體彈性不穩(wěn)定26-27
• 2.1.2 漩渦脫落27-28
• 2.1.3 紊流抖振28-29
• 2.1.4 聲振蕩29
• 2.1.5 其他因素29-30
• 2.2 換熱器流體誘導振動隨機激振力分析30-36
• 2.2.1 隨機激振力分析30-35
• 2.2.2 振動頻率分析35-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 3 傳熱管與支承結(jié)構(gòu)碰撞數(shù)值模擬37-46
• 3.1 傳熱管模型的建立及網(wǎng)格劃分37-39
• 3.2 傳熱管模態(tài)分析39-41
• 3.3 傳熱管瞬態(tài)動力學分析41-43
• 3.4 碰撞力分析43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 4 傳熱管與支承結(jié)構(gòu)的微動磨損研究46-56
• 4.1 微動的相關(guān)概念46-48
• 4.1.1 微動的分類及運動模式46-48
• 4.1.2 影響微動的主要因素48
• 4.2 微動磨損壽命分析48-54
• 4.2.1 微動磨損階段壽命計算方法50-51
• 4.2.2 裂紋萌生階段壽命計算方法51-52
• 4.2.3 裂紋擴展階段壽命計算方法52-54
• 4.3 傳熱管微動磨損壽命算例54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 5 傳熱管固有頻率試驗研究56-66
• 5.1 單跨直管固有頻率試驗研究56-60
• 5.1.1 試驗裝置56-57
• 5.1.2 試驗原理及流程57
• 5.1.3 試驗結(jié)果及分析57-60
• 5.2 U型管固有頻率試驗研究60-65
• 5.2.1 試驗裝置60
• 5.2.2 試驗原理及流程60-62
• 5.2.3 試驗結(jié)果及分析62-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 論文的主要研究成果66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻68-73
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果73-74
• 作者簡介73
• 發(fā)表的學術(shù)論文73
• 參研項目73-74
• 致謝74

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1 范建國;;高效節(jié)能傳熱管及其加工制造[J];浙江冶金;2002年02期

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3 張文清;多跨換熱器傳熱管在靜水中的阻尼特性[J];應(yīng)用力學學報;1992年04期

4 呂勝利;張義忠;;具有隔板支承的傳熱管在水中的振動碰撞特性研究[J];振動與沖擊;1992年Z1期

5 周啟瑾;各種高效傳熱管的開發(fā)動向[J];制冷與空調(diào);2001年03期

6 ;介質(zhì)傳熱管[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2002年01期

7 王琪,王志武,陳健,方松利,吳宇坤,董振軍,鄭超雄,陶宇春;冷凝器傳熱管檢查方法探討[J];無損探傷;2002年06期

8 劉凡永 ,廖景娛;氨冷凝器傳熱管腐蝕泄漏分析[J];壓力容器;2003年03期

9 徐國慶;;冷水機組用的高效傳熱管[J];制冷技術(shù);1986年03期

10 張文清,胡效,喬宗亮;雙跨換熱器傳熱管在靜水中阻尼特性的研究[J];核動力工程;1989年04期

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1 姜素云;董靜;;核電蒸發(fā)器用傳熱管生產(chǎn)工藝簡介[A];2012年全國壓力加工設(shè)備節(jié)能環(huán)保及技術(shù)創(chuàng)新研討會論文集[C];2012年

2 常亮明;張永新;潘俊;;核反應(yīng)堆蒸發(fā)器傳熱管堵管準則的改進[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

3 張鍇;;蒸汽發(fā)生器傳熱管間隙對傳熱管動態(tài)特性的影響分析[A];第十七屆全國反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學會議論文集[C];2012年

4 廖述圣;陳德智;張黎明;;傳熱管渦流信號有限元仿真[A];2007'湖北·武漢NDT學術(shù)年會論文集[C];2007年

5 周軍;王理;;蒸汽發(fā)生器傳熱管結(jié)垢分析[A];中國核動力研究設(shè)計院科學技術(shù)年報（2011）[C];2013年

6 崔海亭;郭彥書;王振輝;;溴化鋰吸收式制冷機強化傳熱管的研究概況[A];第十二屆全國冷（熱）水機組與熱泵技術(shù)研討會論文集[C];2005年

7 高李霞;;MIPR傳熱管束振動特性研究[A];第四屆中國核學會省市區(qū)“三核”論壇論文集[C];2007年

8 郝建立;陳文振;章德;王少明;;UTSG倒U型傳熱管倒流現(xiàn)象研究[A];第五屆反應(yīng)堆物理與核材料學術(shù)研討會、第二屆核能軟件自主化研討會會議摘要集[C];2011年

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9 哈姆德（Hamdi F.A.Abdelrahim）;內(nèi)置旋流發(fā)生器傳熱管強化傳熱的研究[D];北京化工大學;2007年

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本文編號：451872