汽-水换热器内流体诱导振动强化传热试验 被引量：15

1

作者 田茂诚 林颐清 +2 位作者 程林 张冠敏 周强泰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期257-261,共5页

提出利用换热器内流体诱导振动实现强化传热的方法 .在利用传热表面振动提高对流换热系数的同时 ,利用振动变形减少积垢 ,降低污垢热阻 ,实现了复合强化传热 .对管内外流体流动诱导弹性管束的振动特性。

关键词 流体诱导振动 强化传热 弹性管束 传热试验 汽-水换热器

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换热器内多排弹性管束壳程流体诱导振动响应的数值分析 被引量：12

2

作者 季家东 葛培琪 毕文波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期85-89,136,共6页

为了研究弹性管束在壳程流体诱导下的振动特性,基于双向流固耦合分析的顺序求解法,对单排和多排弹性管束在壳程流体诱导下的振动响应进行了数值研究。研究表明壳程流体诱导弹性管束的振动主要表现为面内振动,且监测点各方向的振动存在... 为了研究弹性管束在壳程流体诱导下的振动特性,基于双向流固耦合分析的顺序求解法,对单排和多排弹性管束在壳程流体诱导下的振动响应进行了数值研究。研究表明壳程流体诱导弹性管束的振动主要表现为面内振动,且监测点各方向的振动存在明显的谐频。流体诱导下各排管束间的振动相互影响,最底部管束的振动强度最低,其余各排管束的振动强度由下到上呈逐渐递减的趋势,顶部部分管束的振动频率偏低。由于管束重力和流体冲击力的相互作用,最底部管束的振动平衡位置位于管束平面的上方,其余各排管束的振动平衡位置位于管束平面的下方,且各排管束的振动平衡位置由下到上逐渐降低并趋于稳定。 展开更多

关键词 换热器 弹性管束 流体诱导振动 双向流固耦合

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传热管流体诱导振动特性的数值研究 被引量：8

3

作者 冯志鹏 臧峰刚 张毅雄 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1807-1813,共7页

本文利用有限体积法离散非稳态湍流黏性、不可压缩的N-S方程及LES湍流模型,用有限元方法离散传热管结构,结合动网格控制技术,实现了流体-结构两个物理场之间的交互作用。基于数值模型,通过响应分支、相位角、Lissajou图、运动轨迹、相... 本文利用有限体积法离散非稳态湍流黏性、不可压缩的N-S方程及LES湍流模型,用有限元方法离散传热管结构,结合动网格控制技术,实现了流体-结构两个物理场之间的交互作用。基于数值模型,通过响应分支、相位角、Lissajou图、运动轨迹、相图以及Poincare截面映射,分析了传热管在不同响应阶段的运动行为和响应特性,以及升力系数与横向位移的极限环与分叉等非线性特性。研究结果表明:传热管的流体诱导振动系统存在一个拟上端分支;在均匀湍流流动作用下,三维弹性管的升力与横向位移并未出现周期解的分叉。 展开更多

关键词 流体诱导振动 大涡模拟 计算流体力学 计算结构动力学

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波纹管流体诱导振动研究进展 被引量：6

4

作者 闫松 谭永华 陈建华 《火箭推进》 CAS 2014年第2期16-21,共6页

波纹管输运高速流体时经常会发生疲劳破坏,流体诱导波纹管振动是导致波纹管疲劳破坏的重要因素之一。通过归纳总结国外相关研究成果,阐述了流体诱导振动的机理:液体诱导波纹管振动属于漩涡脱落诱导振动;气体诱导波纹管振动属于声振荡-... 波纹管输运高速流体时经常会发生疲劳破坏,流体诱导波纹管振动是导致波纹管疲劳破坏的重要因素之一。通过归纳总结国外相关研究成果,阐述了流体诱导振动的机理:液体诱导波纹管振动属于漩涡脱落诱导振动;气体诱导波纹管振动属于声振荡-弹性耦合振动。根据研究结果提出了抑制振动的措施。 展开更多

关键词 波纹管 流体诱导振动 涡脱落 啸声

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真实流场中换热管流体诱导振动特性研究 被引量：4

5

作者 施卿海 苏文献 王宏光 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期278-287,共10页

工程用换热器中由于折流板的存在,壳程流体折返冲刷换热管,换热器内流场十分复杂。采用实验和数值模拟相结合的方法对正方形排列节径比为1.25的换热管束在真实流场中的流体诱导振动问题进行分析研究。结果表明:流体折返冲刷换热管,复杂... 工程用换热器中由于折流板的存在,壳程流体折返冲刷换热管,换热器内流场十分复杂。采用实验和数值模拟相结合的方法对正方形排列节径比为1.25的换热管束在真实流场中的流体诱导振动问题进行分析研究。结果表明:流体折返冲刷换热管,复杂的流体力分布抑制了换热管与漩涡脱落的共振效应。管束边缘换热管受到流体力作用,会极大地偏离原始位置,在新的平衡位置做小振幅振动,振动振幅受管束间隙流速影响较小。管束边缘换热管较大的刚体位移和小幅的高频振动,会加剧换热管与折流板间的切割效应。该研究结果可以作为大型换热器局部流体诱导振动分析与标准完善的依据。 展开更多

关键词 流体诱导振动 换热管 折流板 折返流场 局部冲刷

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空间锥螺旋管束流体诱导振动换热器及性能分析 被引量：3

6

作者 闫柯 葛梦然 +1 位作者 高军 葛培琪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期22-26,共5页

基于动态子结构理论、利用固定界面模态坐标变换及超单元技术,分析了空间锥螺旋管束的振动特性和脉动元件诱发管束振动的频率条件,计算了0.1m/s壳程流速、横向脉动流激励条件下空间螺旋管束的振动特性,研究了空间锥螺旋管束管内二次流... 基于动态子结构理论、利用固定界面模态坐标变换及超单元技术,分析了空间锥螺旋管束的振动特性和脉动元件诱发管束振动的频率条件,计算了0.1m/s壳程流速、横向脉动流激励条件下空间螺旋管束的振动特性,研究了空间锥螺旋管束管内二次流及其换热特性.结果表明:单排空间锥螺旋管束的振动分为横向和纵向振动,以纵向振动为主;在横向脉动流激励作用下,管束的振动与其横向固有振型近似,空间锥螺旋管束的低阶模态频率较低,易于诱发振动;管内截面二次流分为4个涡区,强烈的管内二次流致使管束换热性能提高,空间锥螺旋管束单位面积的换热量是传统平面管束的1.4倍以上. 展开更多

关键词 空间锥螺旋管束 流体诱导振动 换热特性

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换热器管束流体诱导振动机理与防振研究进展 被引量：24

7

作者 冯刚 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期508-512,共5页

换热器内管束的流体诱导振动所产生的危害严重影响其运行的安全性。本文对近年来国内外学者对管束振动机理的研究现状进行了综述,说明由于振动损坏,传热管的平均服役寿命仅达到设计寿命的一半,同时系统总结并提出了防振措施。阐述了随... 换热器内管束的流体诱导振动所产生的危害严重影响其运行的安全性。本文对近年来国内外学者对管束振动机理的研究现状进行了综述,说明由于振动损坏,传热管的平均服役寿命仅达到设计寿命的一半,同时系统总结并提出了防振措施。阐述了随着换热器的设计趋于大型化和壳程流动高速度化,对换热器内流体诱导振动问题的正确分析,成为延长换热器服役寿命的关键因素之一。指出了未来研究应重点关注换热管束的激振原因,提出了更有效的防护措施,对实际换热器设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 换热器 流体诱导振动 固有频率 防振措施 机理分析

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单列圆柱流体诱导振动数值模拟研究

8

作者 王沣浩 姜歌东 +1 位作者 孟祥兆 罗昔联 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期870-874,共5页

基于表面涡方法和流固耦合模型,研究了雷诺数为2.67×104时的单列圆柱流体诱导振动问题,并计算了涡云图、流体力、振动响应、涡脱落频率等.计算模拟结果很好地重现了刚性单列圆柱在小间隙比(1.5)下以宽、窄尾涡交替和多频为特征的... 基于表面涡方法和流固耦合模型,研究了雷诺数为2.67×104时的单列圆柱流体诱导振动问题,并计算了涡云图、流体力、振动响应、涡脱落频率等.计算模拟结果很好地重现了刚性单列圆柱在小间隙比(1.5)下以宽、窄尾涡交替和多频为特征的非均匀流态,以及间隙比为2.0时的涡脱落现象.此外,还研究了单列自由振动的弹性圆柱在间隙比为2.0时的流体诱导振动问题,结果表明:在大振幅条件下,流体诱导力在x方向和y方向有较强烈的耦合;随着振幅的减小,x方向振动对y方向振动的影响可以忽略,可采用单自由度的动力学模型假设进行计算. 展开更多

关键词 表面涡方法 圆柱列 流体诱导振动

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不同材质换热管内流体诱导振动阻垢技术研究

9

作者 张锁龙 张锁荣 肖立川 《石油机械》 北大核心 2004年第5期1-3,6,共4页

采用CaCO3饱和溶液作换热介质 ,对常规碳钢和不锈钢制作的光管换热管和内置圆珠构件换热管开展了防止污垢沉积的实验研究。实验研究结果表明 :(1)换热管内置圆珠构件使管内流体出现卡曼涡街现象 ,增加流体湍流度 ,破坏了壁面附近的层流... 采用CaCO3饱和溶液作换热介质 ,对常规碳钢和不锈钢制作的光管换热管和内置圆珠构件换热管开展了防止污垢沉积的实验研究。实验研究结果表明 :(1)换热管内置圆珠构件使管内流体出现卡曼涡街现象 ,增加流体湍流度 ,破坏了壁面附近的层流层 ,可限制污垢在壁面沉积 ;(2 )内置的弹性珠构件在流体带动下不断与邻近管壁碰撞、冲刷 ,诱导流体振动使沉积在管内壁的污垢自行脱落 ,具有自清洁效果 ;(3) 展开更多

关键词 换热管 流体诱导振动阻垢技术 CACO3 换热介质 碳钢 传热速率

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采用不同管排组合的换热器弹性管束壳程流体诱导振动响应 被引量：7

10

作者 季家东 葛培琪 +1 位作者 毕文波 刘萍 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期69-75,共7页

为了研究换热器内弹性管束在壳程流体诱导下的振动特性,利用流固耦合的顺序求解法,对换热器内不同管排间距和不同管排数条件下多排弹性管束在壳程流体诱导下的振动响应进行了数值分析;提出了分割式网格划分策略,可大幅度提高网格划分的... 为了研究换热器内弹性管束在壳程流体诱导下的振动特性,利用流固耦合的顺序求解法,对换热器内不同管排间距和不同管排数条件下多排弹性管束在壳程流体诱导下的振动响应进行了数值分析;提出了分割式网格划分策略,可大幅度提高网格划分的精度、效率和灵活性;提出了粗算加精算的分步计算策略,可大幅度减少计算时间,提高计算效率。研究表明:在壳程流体诱导下,换热器内各排弹性管束的振动主要表现为面外振动,且振动的均匀性较差;大不锈钢连接体上监测点的振幅受管排间距的影响较大,小不锈钢连接体上监测点的频率受管排间距的影响也较大;当管排间距较小时,各排弹性管束间的相互影响较强;当管排数增加时,各排管束的振动均匀性降低。 展开更多

关键词 换热器 弹性管束 流体诱导振动 振动响应

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换热器内弹性管束流体组合诱导振动响应的数值分析 被引量：11

11

作者 季家东 葛培琪 毕文波 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期24-29,共6页

为了探讨换热器内弹性管束在流体诱导下的振动特性,采用流固耦合的弱耦合法,研究了弹性管束在不同流速的壳程和管程两场流体组合诱导下的振动响应,并对比分析了壳程流体和管程流体对弹性管束振动响应的影响。研究表明:当壳程和管程流速... 为了探讨换热器内弹性管束在流体诱导下的振动特性,采用流固耦合的弱耦合法,研究了弹性管束在不同流速的壳程和管程两场流体组合诱导下的振动响应,并对比分析了壳程流体和管程流体对弹性管束振动响应的影响。研究表明:当壳程和管程流速一定时,弹性管束两监测点各方向的振动主频、谐频大小一致,且振动主要体现为面内振动。壳程流速较低时,监测点沿壳程流速方向的位移曲线存在明显的二倍谐频。壳程流速变化对管束振动响应的影响较大,管程流速变化对管束振动响应的影响较小,说明弹性管束的振动主要由壳程流体引起。由于流体的冲击和管束重力的影响,当壳程流速较低时,管束沿壳程流速方向的振动平衡位置较低,随着流速的增加,管束沿壳程流速方向的振动平衡位置逐渐上移。 展开更多

关键词 弹性管束 换热器 流固耦合 流体诱导振动

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一种基于表面涡方法的流体诱导管束振动计算模型 被引量：4

12

作者 王沣浩 姜歌东 罗昔联 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1109-1113,共5页

为了研究热交换器中管束的流体诱导振动问题,提出了一种基于表面涡方法的圆柱绕流计算模型,包括分离点计算模型和流固耦合模型.利用这一模型,分别模拟了Re为2.67×104时单个刚性圆柱和弹性圆柱的流体诱导振动问题,并计算了圆柱的振... 为了研究热交换器中管束的流体诱导振动问题,提出了一种基于表面涡方法的圆柱绕流计算模型,包括分离点计算模型和流固耦合模型.利用这一模型,分别模拟了Re为2.67×104时单个刚性圆柱和弹性圆柱的流体诱导振动问题,并计算了圆柱的振动响应、流体力、振动频率和涡云图等.计算结果反映了流体绕刚性圆柱流动的主要特征,以及弹性圆柱流体诱导振动的限幅和非线性(共振区)特性,所得到的平均阻力系数、升力系数、斯德鲁哈尔频率和最大振动幅值与相关文献中的实验结果具有很好的一致性.该模型具有简便、快捷以及能够对亚临界雷诺数下的流体诱导振动问题进行计算等优点,为多圆柱流体诱导振动问题提供了一种新的计算模型. 展开更多

关键词 表面涡方法 流体诱导振动 流固耦合

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高雷诺数下双圆柱绕流诱发振动的数值模拟 被引量：5

13

作者 王沣浩 姜歌东 罗昔联 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期101-105,共5页

基于表面涡方法研究了不同间隙比及归一化阻尼参数下,串列和并列双圆柱的流体诱导振动问题,并计算了圆柱的振动响应、流体力、振动频率等.结果表明:圆柱为刚性时的计算模拟结果与相关文献的实验结果吻合良好;在文中的研究条件下,串列双... 基于表面涡方法研究了不同间隙比及归一化阻尼参数下,串列和并列双圆柱的流体诱导振动问题,并计算了圆柱的振动响应、流体力、振动频率等.结果表明:圆柱为刚性时的计算模拟结果与相关文献的实验结果吻合良好;在文中的研究条件下,串列双弹性圆柱具有屏蔽流的特征,涡脱落频率比刚性圆柱的大,其值主要取决于归一化阻尼而非间隙比;流体从并列双弹性圆柱分离的涡是对称的,与并列双刚性圆柱相比其平均力系数略小,但由于流体诱导振动造成的脉动力系数较大,故流体诱导振动对并列圆柱的动态响应有重要的影响.研究结果为亚临界雷诺数范围内热交换器管束的复杂流体诱导振动等问题提供了一种可能的计算方法. 展开更多

关键词 表面涡方法 圆柱绕流 流体诱导振动 热交换器 数值模拟

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刚性管对正方形排布管束流体弹性不稳定性的影响研究 被引量：9

14

作者 谭蔚 晋文娟 +1 位作者 吴皓 杨志海 《压力容器》 2016年第3期1-8,共8页

采用水洞试验,将中心管上下游不同位置管束改为刚性管,测定了不同流速下中心管的振动响应,研究了刚性管对正方形排布管束的流体弹性不稳定性的影响。试验结果表明,上游刚性管对中心管振动的抑制效果比下游刚性管明显。上游刚性管数量的... 采用水洞试验,将中心管上下游不同位置管束改为刚性管,测定了不同流速下中心管的振动响应,研究了刚性管对正方形排布管束的流体弹性不稳定性的影响。试验结果表明,上游刚性管对中心管振动的抑制效果比下游刚性管明显。上游刚性管数量的不同对中心管振幅的影响较小,但对其临界流速的影响较大。上游刚性管间距的不同对中心管振幅和临界流速的影响不同。试验结果可为工程实践提供参考和依据。 展开更多

关键词 流体弹性不稳定性 刚度 流体诱导振动 正方形排布 管束

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流体横掠波状圆柱的动特性研究 被引量：5

15

作者 王沣浩 张联英 罗昔联 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期360-364,共5页

提出了一种可减小流体诱导振动的波状圆柱,并对3种不同表面倾斜度的波状圆柱进行了实验研究.实验在一低速风洞进行,工作段的横截面尺寸为0.6 m×0.6 m,湍流度小于0.2%,雷诺数在2.0×104到5.0×104范围内.实验结果表明:波状... 提出了一种可减小流体诱导振动的波状圆柱,并对3种不同表面倾斜度的波状圆柱进行了实验研究.实验在一低速风洞进行,工作段的横截面尺寸为0.6 m×0.6 m,湍流度小于0.2%,雷诺数在2.0×104到5.0×104范围内.实验结果表明:波状圆柱与普通圆柱相比其脉动升力系数较小,具有减小流体诱导振动的作用;流体绕波状圆柱流动的斯德鲁哈尔数等于绕普通圆柱流动的斯德鲁哈尔数,说明波状圆柱的减振并不是通过改变其斯德鲁哈尔周期来实现的. 展开更多

关键词 波状圆柱 流体诱导振动 脉动力

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小节径比管阵流体弹性不稳定性的实验研究 被引量：3

16

作者 晋文娟 谭蔚 吴皓 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期28-33,共6页

流体弹性不稳定性是导致换热器管束振动失效的重要原因之一。刚性管阵中一根弹性管的测试经常被用作简化方法来研究全弹性管阵的流体弹性不稳定性,但其是否适用于小节径比的管阵目前尚无一致的结论。文中采用水洞实验对节径比1.28,正方... 流体弹性不稳定性是导致换热器管束振动失效的重要原因之一。刚性管阵中一根弹性管的测试经常被用作简化方法来研究全弹性管阵的流体弹性不稳定性,但其是否适用于小节径比的管阵目前尚无一致的结论。文中采用水洞实验对节径比1.28,正方形排布的刚性管阵中一根弹性管的振动特性进行了研究,并与全弹性管阵进行对比,验证上述简化方法对于小节径比管阵的适用性,同时也对比分析了2种管阵的振动特性的区别。结果表明:对于节径比较小的管阵,不可用刚性管阵中一根弹性管的简化方法来代替全弹性管阵研究管束的流体弹性不稳定性。全弹性管阵中的管束失稳后的不稳定行为比刚性管阵中一根弹性管束更为剧烈。刚性管阵中弹性管的主振方向为横流方向,而全弹性管阵中则是一个变化的过程。实验结果为小节径比管阵的流体弹性不稳定性的研究提供参考和依据。 展开更多

关键词 流体弹性不稳定性 刚性管阵 弹性管 小节径比 正方形排布 流体诱导振动

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管壳式换热器的振动特性分析及模态试验 被引量：13

17

作者 童鲁海 《机电工程》 CAS 2009年第7期46-48,共3页

针对某一型号管壳式换热器管程入口和出口处容易损坏的问题,采用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,对其动态特性进行了分析。研究结果表明其固有频率在180 Hz以上,避开了流体诱导振动产生的激振频率,但需加强其管程入口和出口... 针对某一型号管壳式换热器管程入口和出口处容易损坏的问题,采用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,对其动态特性进行了分析。研究结果表明其固有频率在180 Hz以上,避开了流体诱导振动产生的激振频率,但需加强其管程入口和出口处的刚度和壳体螺栓连接部位的连接强度。有限元模态分析方法可为其他类型管壳式换热器的动态特性快速评价和可靠性优化设计提供参考。 展开更多

关键词 管壳式换热器 流体诱导振动 振动特性 有限元分析 试验分析

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国内外振动强化换热研究成果回顾 被引量：1

18

作者 申江 王建民 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1338-1345,共8页

回顾了国内外换热面振动强化换热研究的重要成果。主要包括两个方面:机械振动强化换热、流体诱导振动强化换热。分别介绍了这两方面的实验研究和数值模拟成果,探讨了振动强化换热的机理。随着科学技术的不断发展,振动强化换热技术将被... 回顾了国内外换热面振动强化换热研究的重要成果。主要包括两个方面:机械振动强化换热、流体诱导振动强化换热。分别介绍了这两方面的实验研究和数值模拟成果,探讨了振动强化换热的机理。随着科学技术的不断发展,振动强化换热技术将被广泛地应用于工程领域。 展开更多

关键词 强化换热 机械振动 流体诱导振动 换热性能

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汽水分离再热器U型管束振动特性分析

19

作者 谢勇 《汽轮机技术》 北大核心 2020年第2期101-103,共3页

以核电汽水分离再热器(MSR)U形管束为研究对象,全面分析了管束振动的机理,着重从理论上探讨了MSR管束振动校核方法,形成一套系统的校核体系,并提出了相应的抗振措施,可直接用于指导MSR管束的工程设计。

关键词 MSR 流体诱导振动 校核体系 防振措施

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大型管壳式换热器的随机响应分析 被引量：3

20

作者 王定标 魏新利 +2 位作者 向飒 吴金星 郭茶秀 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期142-146,158,共6页

换热器管束的振动破坏问题是严重影响换热器运行安全性的一个关键问题。根据随机振动理论对管壳式换热器流体诱导管束振动进行了分析,建立换热器管束振动的力学模型,确定流体激振力分布,应用随机振动理论推导出换热器管束振动随机响应... 换热器管束的振动破坏问题是严重影响换热器运行安全性的一个关键问题。根据随机振动理论对管壳式换热器流体诱导管束振动进行了分析,建立换热器管束振动的力学模型,确定流体激振力分布,应用随机振动理论推导出换热器管束振动随机响应的均方根和谱密度。研究表明,采用随机振动理论可以较好地预测管壳式换热器管束流体诱导振动;纵向流换热器与折流板换热器相比,具有优异的抗振性能。 展开更多

关键词 换热器 管束 流体诱导振动 随机响应

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