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船用冷凝器管束流致振动实验研究
| 论文题名： | 船用冷凝器管束流致振动实验研究 |
| 关键词： | 船舶蒸汽动力系统;冷凝器;流致振动;热力设计 |
| 摘要： | 管壳式冷凝器作为船舶蒸汽动力系统的重要设备，对于船舶的安全稳定运行起着非常重要的作用。管束的流致振动以及循环水侧的流噪声对于冷凝器甚至整个系统的正常运行起着非常重要的作用。目前冷凝器的主要失效形式是热冷流体流动所致的管束流致振动引起的破坏，导致冷却管破裂。冷却管破损后可能导致内外流体沟通，壳程流体被污染，导致重大的损失。冷凝器循环水侧流噪声过大，可能会加剧管束的流致振动并影响船员的工作环境和工作效率。因此有必要研究管束的流致振动和循环水侧的流噪声。 本文主要从实验角度研究流致振动、冷流体侧的声压脉动以及二者之间的耦合情况。主要由三个实验组成，即单管流致振动试验、冷凝器管束模拟件实验和冷凝器处于蒸汽动力系统中的实际测试实验。第一个两端固支的弹性管实验验证了漩涡脱落的“锁定现象”，发现了漩涡脱落和紊流抖振对于管内流噪声的不同影响以及管内流噪声的主要影响因素。管束实验通过设计的冷凝器管束模拟件，研究在典型冷凝器管束排列情况下流体流速、声源特性等因素对于模拟件的管束流致振动情况和进出口水室内的声压脉动情况的影响，实验发现，流致振动引起的管内的声压脉动具有“不对称性”，并且声共振会对管束阻力方向产生一个动态的声致作用力。为了满足实验测试的需要，搭建了蒸汽动力系统试验台。本文给出了搭建该试验台的过程中涉及到的蒸汽动力系统设备的热力设计和选型、管路阻力计算、疏水设计、管路系统减振降噪设计、测量系统设计等方案方法以及蒸汽动力系统试验台施工建造过程中遇到的一些具体问题的解决办法。调试运行结果表明，虽然实验台仍然存在一些不足之处，但能够满足冷凝器测试的各项要求。测试结果表明，乏汽所激起的流致振动具有中高频特点，引起的管内的声压脉动仍然具有“不对称性”。 |
| 作者： | 孔伟涛 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 柳贡民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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