【摘要】：核電站中的管道在流體激振力的作用下會產(chǎn)生劇烈振動和噪音,而管道的長期振動通常會造成管道的振動疲勞,嚴重時會導(dǎo)致管道產(chǎn)生裂痕,進而使得核電站進行停堆檢修,甚至造成災(zāi)難性的事故。因此,研究流激振動問題,控制管道內(nèi)部流體脈動能力,減小管道振動,是提高核電站安全性的必要手段。本文研究采用多孔板降低管道內(nèi)的流體脈動,有效解決核電站中的管道振動問題。多孔板的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、便于安裝、易于維修等,現(xiàn)已在核電站中得到廣泛的應(yīng)用。目前,多孔板的應(yīng)用主要集中在流體與孔板相互垂直作用的形式,這種形式對于流量的影響較大。當(dāng)孔板與流體之間的作用形式呈平行狀態(tài)時,多孔板同樣能起到減振降壓的作用,同時,對流量產(chǎn)生的影響較小。因此,探究平行流動中的多孔板的應(yīng)用具有重要意義。本文研究了平行流動中的多孔板的流動特性,并對其影響因素(風(fēng)速、孔直徑、孔間距、板下空腔深度)進行討論,明確了平行流中多孔板的隨機振動機理,即多孔板附近的流體脈動能夠產(chǎn)生一種隨時間而變化的流體激振力激發(fā)多孔板作機械振動。發(fā)現(xiàn)了有效降低多孔板附近流體脈動強度的方法,為多孔板應(yīng)用于平行流動提供理論依據(jù)。本文采用試驗研究和數(shù)值模擬的方法對平行流動中的多孔板的壓力脈動特性開展了一系列研究,研究內(nèi)容及成果如下:首先,通過改變孔直徑、孔間距和板下空腔深度設(shè)計了七種不同結(jié)構(gòu)組合的試驗?zāi)Ｐ?并且搭建了風(fēng)洞試驗臺,對其進行了試驗研究。該試驗主要對多孔板表面的壓力脈動特性進行分析。此外,利用商用軟件UG建立了簡化的三維模型。然后,采用商用軟件ANSYS CFX 16.0,對各個多孔板的流動特性進行了研究。結(jié)合試驗研究,對多孔板附近的壓力脈動均方根值(RMS)、頻譜特性、流線及壓力云圖和速度旋轉(zhuǎn)強度分布圖進行了探討,發(fā)現(xiàn)風(fēng)速、孔直徑以及孔間距是影響多孔板表面的流動特性的關(guān)鍵因素,而板下空腔深度的影響甚微。試驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果均表明減小風(fēng)速和孔直徑,增大孔間距對于多孔板尾部空腔中的逆流區(qū)及壓力分布特性有著明顯的改善。主要體現(xiàn)在多孔板附近壓力分布更加均勻,無高壓區(qū)出現(xiàn),且在尾部空腔中的流體流動更加的穩(wěn)定有序,渦流的產(chǎn)生較少。板下空腔深度的改變對多孔板表面的壓力脈動影響幾乎可以忽略不計。因此,較小的風(fēng)速,較小的孔直徑,較大的孔間距可以有效的降低多孔板附近的壓力脈動幅值,進而減小多孔板的隨機振動。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM623

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本文編號：2696517