折流板结构尺寸对热交换器振动的影响分析.pdf

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1、第44卷第3期石油化工设备Vo1．44NO．32015年5月PETR0一CHEMICAIEQUIPMENTMay20I5文章编号：1000—7466(2015)03—001i-05折流板结构尺寸对热交换器振动的影响分析郭涛，赵崇卫，马虹(海洋石油工程股份有限公司特种设备公司，天津300452)摘要：为了评估折流板结构尺寸对热交换器振动的影响，在分析各种振动机理的基础上，以海洋石油平台代表性热交换器实例为研究对象，利用FORTRAN语言编制计算程序，对不同折流板结构尺寸对热交换器振动的影响进行理论研究。研究结果表明，减小折流板间距对防止流体弹性不稳定振动、湍流抖振

2、、漩涡脱落和声振均非常有效；减小折流板切割率对流体弹性不稳定振动影响不大，但对防止湍流抖振、漩涡脱落和声振较为有效。针对不同振动问题，调整折流板间距或切割率非常有效。关键词：热交换器；折流板；振动；影响；分析中图分类号：TE965；TQ051．5文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—7466．2015．03．003VibrationAnalysisandInfluenceofTubularHeatExchangersAffectedbyBaffleStructureSizeGUOTao，ZHAOChong-wei，MAHong(Offsh

3、oreOilEngineeringCo．Ltd．，Tianjin300452，China)Abstract：Inordertoevaluateheatexchangervibrationimpactaffectedbybafflestructure。u—singatypicalexampleofheatexchangerasresearchobject，byFORTRANprogramlanguage，toanalyzeallkindsofvibrationmechanismofdifferentbafflestructuresize．Researchresul

4、tsshowthat，reducingbafflespacingisveryeffectivetopreventfluidelasticinstability，turbulencebuffe—tingvibration，vortexsheddingandresonancevibration．Changingbafflecuttingratehavelittleeffectoffluidelasticinstabilityvibration，butveryeffectivetopreventturbulencebuffeting，vor—texsheddingan

5、dresonancevibration．Therefore，accordingtothedifferentvibrationproblems，adjustthebafflespacingorcuttingrateisveryeffective．Keywords：heatexchanger；baffle；vibration；influence；analysis热交换器是化学、石油及石油炼制工业以及其导振动的趋势。如果振幅足够大，则可能出现换热它一些行业中广泛使用的热量交换设备，它不仅可管结构破坏，造成热交换器局部失效甚至整体报废，以单独作为加热器、冷凝器使用，而且

6、是一些化工单带来巨大的经济损失。海洋石油平台环境特殊，对元操作的重要附属设备，在化工生产中具有重要地平台上使用的热交换器安全性要求更高。因此，在位l1]。随着海洋石油工业的兴起、化学工业的迅速进行热交换器热力计算时，进行详细的流体诱发振发展以及能源价格的提高，热交换器的投资比例将动分析以避免热交换器破坏是十分重要的】。文进一步加大。中分析了换热管振动机理，利用FORTRAN语言编在高流速、结构支撑减少以及运行工况不稳定制计算程序，研究了折流板间距和折流板切割率对的情况下，横向流的冲击使得换热管束产生流体诱热交换器振动的影响。收稿日期：2014—12—01作者简介

7、：郭涛(1981一)，男，山东泰安人，工程师，硕士，主要从事海洋石油平台橇块的工艺和机械设计研究工作。石油化工设备2015年第44卷为流体速度，m／s。1换热管振动机理1．3湍流抖振对于流体激振，按激励型式的不同，可分为流体在紊流区，流动流体压力和速度的脉动频率范弹性激振、漩涡脱落、湍流抖振和声学激振。流体弹围很宽。在热交换器中，如果管子的任一阶固有频性不稳定是壳程流体横流达到临界流速，导致管子率位于此范围内，就有可能发生共振，此时振幅增振动响应振幅足够大，造成与相邻管子的碰撞破坏。大，产生湍流抖振l_。。j。湍流抖振脉动的主频率为：当流体横流速度低于流体弹性不

8、稳定临界速度时，不会发生