【摘要】：本文研究的軸向流誘發(fā)燃料棒類細(xì)長(zhǎng)圓柱的振動(dòng)在核工程以及管殼式換熱器等工程領(lǐng)域有著重要的指導(dǎo)意義。本實(shí)驗(yàn)在水洞中進(jìn)行,在測(cè)量技術(shù)方面,本文利用激光測(cè)振儀在一維振動(dòng)測(cè)量中的精確性,對(duì)布拉格光纖光柵(FBG)傳感器做了標(biāo)定。在一個(gè)較大的振幅范圍內(nèi)得到了FBG測(cè)得應(yīng)變與振幅的線性關(guān)系。在得到了應(yīng)變和振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系后,本文采用FBG傳感器在兩種圓柱管束布置方式(三根圓柱布置和五根圓柱布置)下分別研究中心圓柱的振幅、位移、振動(dòng)頻率隨流速增加的變化趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上,研究了來(lái)流湍流度、柔性圓柱與剛性圓柱之間的間隙對(duì)中心圓柱的振動(dòng)特性的影響,分析兩種布置方式下,中心柔性柱的振動(dòng)特性的異同。對(duì)于單根圓柱的情況,剛性柱的振幅相對(duì)于柔性柱的振幅可以忽略,可以認(rèn)為剛性柱在軸向流中沒有振動(dòng)。三根柱布置中,中心柔性柱在徑向兩個(gè)不同方向的振幅有明顯差別。兩側(cè)沒有安裝剛性柱的方向振幅大于安裝有剛性柱的方向。五根柱布置中,對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)使得中心柔性柱在不同方向的振幅基本相同。不論是在三根柱還是五根柱的情況下,間隙比的減小和湍流度的增大對(duì)振動(dòng)的影響表現(xiàn)出定性上的相似性。間隙比的改變和湍流度的不同都不對(duì)柔性圓柱的振動(dòng)頻率產(chǎn)生影響。增大圓柱之間的間隙比會(huì)導(dǎo)致柔性圓柱振幅的減小,且間隙比越大,振幅減小速度越慢,最終接近單根柔性柱的振幅。增大流場(chǎng)來(lái)流湍流度,柔性柱的振幅隨之增大。湍流度對(duì)振幅的影響在低無(wú)量綱速度時(shí)沒有在高無(wú)量綱速度時(shí)明顯,且在湍流度在大間隙比下的作用相比小間隙比下的作用更明顯。
【圖文】：

生能源已成為全球能源轉(zhuǎn)型及實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)氣候變化目標(biāo)的重大戰(zhàn)略舉措。對(duì)于在建設(shè)富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的中國(guó)，能源格局調(diào)整和能源轉(zhuǎn)型變革依然任重而道遠(yuǎn)。目前，新能源發(fā)電主要包括水能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、核能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、潮汐能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電等，技術(shù)成熟，推廣較為廣泛的包括水電、核電、風(fēng)電和光伏發(fā)電。其中，核電相對(duì)于其他發(fā)電方式，有著碳氧化物、氮氧化物等污染氣體零排放，能量密度大，發(fā)電功率穩(wěn)定，發(fā)電成本穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有著核輻射外泄的潛在危險(xiǎn)�；仡櫤穗姲l(fā)展的數(shù)十年歷史，曾發(fā)生過(guò)三次嚴(yán)重的核泄漏事故，分別是 1979 年美國(guó)的三里島事故，1986年烏克蘭的切爾諾貝利事故和 2011 年日本的福島事故。這三次核泄漏事故對(duì)周圍環(huán)境和生物造成了長(zhǎng)遠(yuǎn)的惡劣影響，讓人們對(duì)核安全產(chǎn)生了極高的重視。在這樣的大背景下，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出了我國(guó)核電的發(fā)展戰(zhàn)略：采取最新核安全標(biāo)準(zhǔn)，確保萬(wàn)無(wú)一失的前提下，高效發(fā)展核電，在沿海地區(qū)建設(shè)一批三代壓水堆核電項(xiàng)目。壓水堆是目前公認(rèn)技術(shù)最成熟的堆型，，推廣應(yīng)用也最為廣泛，其工作原理示意圖見圖 1-1。壓水堆主要結(jié)構(gòu)包括壓力容器、堆芯、堆內(nèi)構(gòu)件及控制棒組件等。在反應(yīng)堆中，燃料棒和相

2 章 實(shí)驗(yàn)裝置及相關(guān)測(cè)量技術(shù)爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）海洋高端裝備數(shù)字工程實(shí)光柵傳感器和激光測(cè)振儀技術(shù)，對(duì)軸向流中多圓章主要介紹本文所涉及的水洞試驗(yàn)臺(tái)、所用的圓及其在本實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用等。的水洞測(cè)試段如圖 2-1 所示。其幾何尺寸為：高3m 的正方形。水流由伺服電機(jī)控制的單極水泵流速范圍內(nèi)，流場(chǎng)湍流度控制在 0.7%以內(nèi)，泵導(dǎo)致的水洞壁面的振幅不超過(guò) 5μm。實(shí)驗(yàn)室臺(tái)立式空調(diào)保持恒定。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM623;TP212

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃恒;劉彤;周躍民;;壓水堆燃料棒在軸向流作用下的隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2015年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 王鵬;雙圓柱體布局下的軸向流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 李鵬霞;基于FBG傳感器的軸向流誘發(fā)圓柱振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

3 徐維;軸向流動(dòng)誘發(fā)圓柱振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

4 毛景禮;5×5棒束定位格架流致振動(dòng)特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

5 王璽;壓水反應(yīng)堆燃料棒流致振動(dòng)的仿真研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2680266