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题名并排小间距比塔式容器的流致振动试验研究
- 1
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作者
郭凯
郭志文
董温哲
程雨轩
于美琪
张红升
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机构
燕山大学河北省水体重金属深度修复与资源利用重点实验室
燕山大学环境与化学工程学院
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出处
《压力容器》
北大核心
2024年第11期1-11,32,共12页
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基金
2022年度河北省高等学校科学研究项目(QN2022144)。
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文摘
随着化工生产对高效化需求的增长,塔群设备应用增多,但流致振动往往使其结构发生破坏。将并排小间距比的塔器简化为串列多圆柱,分析了多座塔器在小间距比(L/D=1.3,1.5,1.8)和折合速度U_(r)=2.5~40条件下的耦合振动及机理,并研究了塔器在小间距比下不同风速与振动能量分布之间的关系。研究表明,间距比L/D=1.3,1.5时,并排塔器均呈现尾流驰振现象,且当下游塔器存在时,上游塔器振动均被增强;间距比L/D=1.8时,串列双塔器均呈现单峰收敛涡激振动现象,串列三塔器中的上游和中游塔器表现出双峰收敛的涡激振动现象,且下游塔器振动被抑制。此外,并排塔器的振动频率与间距比无关,在小间距比的情况下,其振动能量分布不稳定。该研究可为并排小间距比塔式容器的安全设计提供理论依据。
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关键词
并排塔器
流致振动
振动特性
小间距比
串列多圆柱
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Keywords
parallel tower
flow-induced vibration
vibration characteristics
small spacing ratio
tandem multi-cylinders
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分类号
TH49
[机械工程—机械制造及自动化]
TQ053.5
[化学工程]
O327
[理学—一般力学与力学基础]
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题名不等直径双圆柱流致振动能量转换特性研究
被引量：1
- 2
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作者
郭凯
程雨轩
唐博文
樊显涛
谭蔚
张红升
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机构
燕山大学河北省水体重金属深度修复与资源利用重点实验室
燕山大学环境与化学工程学院
天津大学化工学院
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期1-8,共8页
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基金
河北省高校科学研究项目(QN2022144)。
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文摘
为研究不等直径双圆柱在风力振动发电领域的应用前景和能量俘获特征,该文在L/D=1.5条件下,对不等直径双圆柱流致振动响应和能量转换特性进行研究,其中上游圆柱固定,下游圆柱仅做横流向振动。研究结果表明:下游圆柱会呈现涡激振动与尾流驰振两种响应,且直径比对下游圆柱的振动响应、受力特性和锁定区范围都有影响。对于获能功率驰振响应为涡激振动的2倍,但对于能量转换效率在涡激振动区间可达约30%,但在驰振区间仅有10%。从分析结果来看,在低折合速度下,d/D=0.8时能量俘获优势较明显,但在高折合速度下,d/D=0.6时能量俘获优势更加显著。
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关键词
能量转换
计算流体力学
风能
流致振动
直径比
动力响应
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Keywords
energy conversion
computational fluid dynamics
wind energy
flow-induced vibration
diameter ratio
dynamic response
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分类号
TQ051.1
[化学工程]
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题名不等直径并排塔器风致振动特性分析
被引量：6
- 3
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作者
郭凯
程雨轩
蒋建旭
樊显涛
张红升
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机构
燕山大学河北省水体重金属深度修复与资源利用重点实验室
燕山大学环境与化学工程学院
天津大学化工学院
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出处
《压力容器》
北大核心
2022年第9期56-63,共8页
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基金
2022年度河北省高等学校科学研究项目(QN2022144)
2022年秦皇岛科技计划重点支撑项目(202101A006)。
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文摘
随着石化行业的发展,不等直径并排塔器日渐增多,且其因风致振动而发生破坏的现象也经常发生。为了探究不等直径并排塔器的风致振动特性,采用大涡模拟,在直径比d/D=0.4~1.0范围内对亚临界雷诺数和小间距比(L/D=1.5)条件下不等直径并排塔器的风致振动响应进行数值研究。在折合速度U_(r)=2.5~20的范围内研究了直径比对塔器振动响应、频域响应和受力特性的影响。研究结果表明,相比于单座塔器,并排塔器呈现涡激振动与驰振两种响应,会产生较强的振动,最大振幅比单圆柱大了近40%~45%。对于不等直径并排塔器,当直径比发生变化时,会导致上游塔器的遮蔽作用发生变化,下游塔器的振动响应、频域响应、受力特性、锁定区范围和开始锁定的折合速度都会随之发生变化。
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关键词
并排塔器
风致振动
直径比
数值模拟
振动特性
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Keywords
parallel towers
wind-induced vibration
diameter ratio
numerical simulation
vibration characteristics
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分类号
TH49
[机械工程—机械制造及自动化]
TQ053.5
[化学工程]
O327
[理学—一般力学与力学基础]
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题名不等频率比转置三角形管束流体弹性失稳试验研究
被引量：1
- 4
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作者
郭凯
程雨轩
谭蔚
王博尧
于美琪
张红升
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机构
燕山大学环境与化学工程学院
天津大学化工学院
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出处
《压力容器》
北大核心
2023年第4期1-7,44,共8页
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基金
2022年度河北省教育厅高等学校科技计划-青年基金项目(QN2022144)。
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文摘
管壳式换热器是最为常用的热交换设备,管束的流致振动问题是设计和制造关注的重点,虽然换热器的设计过程对管束流致振动问题有所要求,但是由于管束的支撑存在不对称性,造成实际工作中的管束振动问题难以准确预测。采用水洞试验,研究了节径比为1.41的不同频率比转置三角形管束的流体弹性失稳特征,对比分析了振幅、频率响应和相图特性。结果表明,当Rf<0.8时,单弹性管模型很难准确预测管束横流向失稳临界流速。随着频率比Rf的减小,横流向失稳前振动形式由混沌形式向双周期振动转化,而顺流向振动形式在失稳后,则由准周期振动向双周期振动形式转化。同时,管束顺流向可能出现超过标准的振幅,在换热器设计和运行过程中应予以关注。
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关键词
管壳式换热器
换热器管束
流致振动
不等刚度
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Keywords
shell and tube heat exchanger
heat exchanger tube bundle
flow induced vibration
unequal stiffness
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分类号
TH49
[机械工程—机械制造及自动化]
TQ051.5
[化学工程]
O353.1
[理学—流体力学]
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题名核岛承压设备抗震分析过程中的模型简化方法研究
被引量：3
- 5
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作者
张红升
李岩彬
郭凯
孟林园
程雨轩
常金鹏
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机构
燕山大学河北省水体重金属深度修复与资源利用重点实验室环境与化学工程学院
燕山大学机械工程学院
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出处
《压力容器》
北大核心
2023年第1期55-60,67,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(11247236)
河北省自然科学基金面上项目(E2021203043)
秦皇岛市科学技术研究与发展计划资助项目(202004A005)。
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文摘
以AP1000核岛高压蓄势器为例,采用梁杆模型对结构进行简化。将筒体、封头等主要受压元件在保证质量和刚度的前提下进行等效处理,并通过密度等效原则将内部介质的质量附加在封头上。模态分析和抗震分析结果显示,前6阶模态的有效质量参与系数约为0.99,各阶模态振型合理。分析结果表明,采用梁杆模型对蓄势器进行响应谱模态分析及响应谱分析与理论分析一致,且能够极大节省计算成本,对复杂设备的分析设计具有一定参考意义。
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关键词
模态分析
抗震分析
梁
杆
有限元模拟
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Keywords
modal analysis
seismic analysis
beam
bar
finite element simulation
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分类号
TH49
[机械工程—机械制造及自动化]
TM623
[电气工程—电力系统及自动化]
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