大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法，通過計算簡支邊界條件的換熱管的最大振幅，并根據(jù)最大振幅的大小預測“是否會發(fā)生周期性脫落旋渦引起的管束振動”；同時通過計算換熱管第一振型振動振幅，并根據(jù)振動振幅的大小預測“是否會發(fā)生紊流激振振動引起的管束振動”；還通過計算臨界橫流速度，并根據(jù)兩相流體在管間隙中的流速與臨界橫流速度的大小，預測“是否會發(fā)生流體彈性不穩(wěn)定性引起的管束振動”。本發(fā)明方法可用于管殼式換熱器如冷凝器、蒸發(fā)器、原子能蒸發(fā)器等在兩相流操作下的設備管束的振動分析計算。
【專利說明】大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的針對大型低溫蒸發(fā)器管束振動分析研究存在下列問題:
[0003](1)大型低溫蒸發(fā)器的直徑超出了我國GB151和美國TEMA標準適用的范圍；
[0004]( 2 )低溫蒸發(fā)器殼程在兩相流體狀態(tài)下操作；
[0005](3)現(xiàn)行標準中的振動分析方法均針對單相流運行工況；
[0006]因此，在現(xiàn)有技術(shù)中還沒有針對管殼式換熱器(如冷凝器、蒸發(fā)器、原子能蒸發(fā)器等)在兩相流操作下的設備管束的是否會發(fā)生振動的判定方法；也沒有一套完整可行的可用于管殼式換熱器管束在兩相流作用下是否發(fā)生振動的判定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供了一種大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法，包括如下步驟:。
[0009]步驟一、計算簡支邊界條件的換熱管的最大振幅:
[0010]步驟二、判斷換熱管的最大振幅是否小于等于0.02倍換熱管直徑:
[0011]若否，則給出“會發(fā)生周期性脫落旋渦引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測；
[0012]若是，則給出“不會發(fā)生周期性脫落旋渦引起的管束振動”的預測結(jié)論，進入步驟五。
[0013]步驟三、計算換熱管第一振型振動振幅；
[0014]步驟四、判斷換熱管第一振型振動振幅否小于等于0.02倍換熱管直徑:
[0015]若否，則給出“會發(fā)生紊流激振振動引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測；
[0016]若是，則給出“不會發(fā)生紊流激振振動引起的管束振動”的預測結(jié)論，進入步驟五；
[0017]步驟五、計算臨界橫流速度Vc ;
[0018]步驟六、判斷兩相流體在管間隙中的流速是否小于臨界橫流速度:
[0019]若否，則給出“會發(fā)生流體彈性不穩(wěn)定性引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測；
[0020]若是，則給出“不會發(fā)生流體彈性不穩(wěn)定性引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:通過計算簡支邊界條件的換熱管的最大振幅，并根據(jù)最大振幅的大小預測“是否會發(fā)生周期性脫落旋渦引起的管束振動”；同時通過計算換熱管第一振型振動振幅，并根據(jù)振動振幅的大小預測“是否會發(fā)生紊流激振振動引起的管束振動”;還通過計算臨界橫流速度，并根據(jù)兩相流體在管間隙中的流速與臨界橫流速度的大小，預測“是否會發(fā)生流體彈性不穩(wěn)定性引起的管束振動”。本發(fā)明方法可用于管殼式換熱器如冷凝器、蒸發(fā)器、原子能蒸發(fā)器等在兩相流操作下的設備管束的振動分析計算。
【具體實施方式】
[0022]一種大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法，包括如下步驟:
[0023]步驟一、計算簡支邊界條件的換熱管的最大振幅Y(L2):
[0024]( I)按如下公式計算旋渦脫落頻率:
【權(quán)利要求】
1.一種大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法，其特征在于:包括如下步驟:。 步驟一、計算簡支邊界條件的換熱管的最大振幅: 步驟二、判斷換熱管的最大振幅是否小于等于0.02倍換熱管直徑: 若否，則給出“會發(fā)生周期性脫落旋渦引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測； 若是，則給出“不會發(fā)生周期性脫落旋渦引起的管束振動”的預測結(jié)論，進入步驟三； 步驟三、計算換熱管第一振型振動振幅； 步驟四、判斷換熱管第一振型振動振幅否小于等于0.02倍換熱管直徑: 若否，則給出“會發(fā)生紊流激振振動引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測； 若是，則給出“不會發(fā)生紊流激振振動引起的管束振動”的預測結(jié)論，進入步驟五； 步驟五、計算臨界橫流速度Vc ； 步驟六、判斷兩相流體在管間隙中的流速是否小于臨界橫流速度: 若否，則給出“會發(fā)生流體彈性不穩(wěn)定性引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測； 若是，則給出“不會發(fā)生流體彈性不穩(wěn)定性引起的管束振動”的預測結(jié)論，結(jié)束預測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法，其特征在于:步驟一所述的計算簡支邊界條件的換熱管的最大振幅的方法如下: (O按如下公式計算旋渦脫落頻率:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法，其特征在于:計算換熱管第一振型振動振幅的方法為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型低溫蒸發(fā)器在兩相流作用下的管束振動預測方法，其特征在于:計算臨界橫流速度的方法為:
【文檔編號】G01M7/02GK103512717SQ201310445030
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】劉家洪, 谷俠, 湯曉勇, 雒定明, 張毅, 蒲黎明, 王冰, 謝兵, 焦建國, 馬先, 任玲, 萬娟, 潘建華, 趙華萊, 劉牧 申請人:中國石油集團工程設計有限責任公司