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题名螺旋管式蒸汽发生器管束流体弹性不稳定性机理研究
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作者
王越
谭蔚
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机构
天津大学化工学院
中核第七研究设计院有限公司
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出处
《原子能科学技术》
北大核心
2025年第3期607-615,共9页
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文摘
螺旋管束由于其结构紧凑、传热效率高等特点广泛应用于快堆与第4代核电堆型中。为揭示螺旋管束流体弹性不稳定性,本文在验证激振模型的冲击实验基础上,利用螺旋管束激振模型系统地研究了管的相对位置、管束结构参数对螺旋管振动响应的作用机制。研究发现面外方向的振幅远大于面内方向的,相邻管层节径比对螺旋管振动响应的影响强于同层管间节径比与螺旋角。通过改变管间流速,探究了螺旋管束流体弹性不稳定性机理,提出了预测临界流速的半经验公式,并且同现有直管管束的国家标准与先前的研究成果进行了对比分析,结果为螺旋管式蒸汽发生器的设计与工程评估提供了理论基础。
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关键词
螺旋管式蒸汽发生器
管束振动
流体弹性不稳定性
临界流速半经验公式
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Keywords
helical coil steam generator
tube bundle vibration
fluid-elastic instability
semi-empirical formula for critical velocity
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分类号
TL353
[核科学技术—核技术及应用]
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题名基于不同截面形状的螺旋弹性管束换热器传热特性分析
被引量：5
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作者
季家东
周蓉
高润淼
张经纬
邓旭
李飞扬
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机构
安徽理工大学机械工程学院
安徽理工大学人工智能学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第22期219-225,共7页
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基金
国家重点研发计划项目(2019YFB1312102)
国家自然科学基金面上项目(52175070)
+1 种基金
安徽省自然科学基金面上项目(1908085ME160)
安徽高校自然科学研究重点项目(KJ2018A0080)。
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文摘
为探究截面形状对螺旋弹性管束(spiral elastic tube bundle,SETB)换热器传热性能的影响,基于四种截面形状(四边形、六边形、椭圆形和圆形),采用双向流固耦合计算方法,对单层四螺旋弹性管束在不同入口速度条件下的振动和传热特性进行了研究。结果表明:不同截面形状的螺旋弹性管束在换热器内不同安装位置的振动响应有明显的不同。截面为椭圆形的螺旋弹性管束在振动和不振动条件下的传热系数最高,管束圆周上的局部传热系数最大,说明管束截面形状为椭圆时的传热性能最佳。振动能够实现强化传热,但振动剧烈的螺旋弹性管束其传热性能并不一定最佳,在进行螺旋弹性管束换热器设计时,并不是要一味追求高强度的振动,还要综合考虑螺旋弹性管束的安装位置和截面形状。
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关键词
截面形状
振动强化传热
流固耦合
螺旋弹性管束(setb)
换热器
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Keywords
section shape
vibration-enhanced heat transfer
fluid structure coupling
spiral elastic tube bundle(setb)
heat exchanger
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分类号
TH123
[机械工程—机械设计及理论]
TK172
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名空间锥形螺旋弹性管束换热特性数值分析
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作者
葛梦然
闫柯
高军
葛培琪
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机构
山东大学威海分校机电与信息工程学院
山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室
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出处
《石油机械》
北大核心
2011年第11期24-27,共4页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目"高能耗行业典型换热设备节能的先进理论与方法"(2007CB206900)
山东大学自主创新基金项目"半布局内肋翘片螺旋换热管束结构优化"(31360070613218)
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文摘
基于有限差分方法,结合数值模拟技术分析了空间锥形螺旋弹性管束的结构参数对其换热特性的影响规律,通过与文献中试验数据对比将误差控制在5%以内。在此基础上,从对流换热场协同理论出发,计算了空间螺旋管束管内速度、速度梯度、温度梯度和压力梯度各矢量间的协同关系,通过对3种协同角对比分析了管束的强化换热特性、压降特性以及综合性能。结果表明,空间螺旋弹性管束的锥度对其换热特性影响较大,而螺距对其换热特性的影响可以忽略;另外,与内插细杆强化管相比,空间螺旋弹性管束的综合性能显著提高。
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关键词
换热器
空间螺旋弹性管束
场协同
数值模拟
换热特性
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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题名锥螺旋弹性管束及其振动控制的研究
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作者
王德京
葛培琪
毕文波
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机构
山东大学机械工程学院
山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室
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出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2019年第4期59-63,119,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51475268)
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文摘
管束振动的诱导与控制是弹性管束换热器在一定疲劳寿命前提下实现强化换热的重要保证。设计锥螺旋弹性管束和脉动流发生装置并对考虑流固耦合情况下锥螺旋管束的固有模态进行研究;通过谐响应分析,得到锥螺旋管束的频率响应;通过仿真分析脉动流发生装置中绕流体纵向尺寸对各分支管脉动流的影响,确定了工况流速下的绕流体纵向尺寸。结果表明:锥螺旋管束在流固耦合作用下固有频率有所下降;在相同入口流速条件下,随着绕流体纵向尺寸增大,脉动流发生装置同一分支管脉动流强度先增大后减小,而其频率先减小后增大。研究工作对锥螺旋弹性管束换热器设计具有重要意义。
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关键词
振动与波
锥螺旋弹性管束
固有模态
绕流体
脉动流发生装置
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Keywords
vibration and wave
conical spiral elastic tube bundle
natural modal
pulsating element
pulsating flow generating device
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分类号
TK172
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名基于动态子结构的空间螺旋弹性传热管振动特性研究
被引量：2
- 5
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作者
闫柯
葛培琪
郭晓婷
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机构
山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2010年第5期176-178,共3页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)资助(项目编号:2007CB206900)
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文摘
弹性传热元件振动的诱发与控制是流体诱导振动强化换热技术的关键,对弹性传热元件固有振动特性的研究至关重要。弹性传热元件一般是多根弯曲管束,通过连接体胀接后悬臂支撑,其结构的复杂性导致直接求解其固有振动特性的困难。依据动态子结构理论,通过超单元技术求解各子结构的刚度矩阵和质量矩阵,并利用固定界面模态坐标综合法数值计算了空间螺旋管束的固有振动特性,分析了不同结构参数对其振动特性的影响。结果表明,空间锥形螺旋管束的振动主要表现为轴向振动;锥度、截面直径等参数对其振动特性的影响较大,管壁厚度、螺旋节距等参数对其振动特性影响较小。
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关键词
空间螺旋管束
模态综合法
振动特性
弹性元件
超单元
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Keywords
dimensional helical tube
component mode synthesis method
vibration characteristic
elastic element
super element
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分类号
TB53
[理学—声学]
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题名折流板对锥形螺旋管束壳程传热性能的影响
被引量：3
- 6
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作者
季家东
卢钰
张经纬
李飞扬
邓如意
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机构
安徽理工大学机械工程学院
安徽理工大学人工智能学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第14期56-63,共8页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52175070)
安徽省自然科学基金面上项目(1908085ME160)
安徽高校自然科学研究重点项目(KJ2018A0080)。
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文摘
以锥形螺旋弹性管束(conical spiral elastic tube bundle,CSETB)换热器为研究对象,通过在换热器内增设脉动/引流折流板,以期获得具有更高传热性能的弹性管束换热设备。通过采用双向流固耦合计算方法,研究了不同壳程入口流速和不同结构方案下CSETB换热器的振动强化传热性能。研究表明,CSETB的振幅随流速的增加而增加,仅增设脉动折流板可使CSETB表现为相对大幅高频振动,同时增设脉动、引流折流板可使CSETB表现为相对大幅低频振动。增设折流板可使流体流动的规律性和温度场分布的层次性增强,且能使换热器的壳程传热能力获得大幅提高。振动能够实现强化传热,这种强化传热的程度在高流速时更明显,且增设折流板能明显提高CSETB的振动强化传热性能。此外,引流折流板的存在使换热器的综合传热性能降低。
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关键词
锥形螺旋弹性管束(Csetb)
换热器
折流板
振动强化传热
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Keywords
conical spiral elastic tube bundle(Csetb)
heat exchanger
baffle
vibration-enhanced heat transfer
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分类号
TH123
[机械工程—机械设计及理论]
TK172
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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