[发明专利]一种换热器紊流抖振响应的计算方法

摘要

本发明公开了一种换热器紊流抖振响应的计算方法，所述方法包括：利用热工水力系统分析软件对换热器二次侧的流场进行计算，获得所述二次侧流体沿传热管分布的流场参数；基于所述流场参数和所述传热管的结构参数，判断所述流场参数是否属于第一预设范围和第二预设范围；若所述流场参数属于所述第一预设范围和所述第二预设范围，则利用公式(1)-公式(6)计算得到激振力的参考等效功率谱密度函数；基于密度函数利用随机振动理论，计算得到紊流抖振的振动响应的均方根值，利用所述均方根值进行流致振动评价，实现了换热器紊流抖振响应计算分析输入更为合理，分析结果更为准确的技术效果。

主权项

一种换热器紊流抖振响应的计算方法，其特征在于，所述方法包括：利用热工水力系统分析软件对换热器二次侧的流场进行计算，获得所述二次侧流体沿传热管分布的流场参数；基于所述流场参数和所述传热管的结构参数，判断所述流场参数是否属于第一预设范围和第二预设范围；若所述流场参数属于所述第一预设范围和所述第二预设范围，则利用公式(1)‑公式(6)计算得到激振力的参考等效功率谱密度函数基于所述利用随机振动理论，计算得到紊流抖振的振动响应的均方根值，利用所述均方根值进行流致振动评价；其中，作用在管束上的两相流激振力的无量纲参考等效功率谱密度的包络谱即无量纲参考等效功率谱密度的上限为：当10^‑3≤f_R<0.04时，${\left[{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_E^0\right]}_U=4{f_R}^{-0.7}---\left(1\right)$当0.04≤f_R≤1时，${\left[{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_E^0\right]}_U=5\&times;{10}^{-4}{f_R}^{-3.5}---\left(2\right)$其中：${\left[{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_E^0\right]}_U=\frac{V_i}{{\left({\mathrm{\&rho;}}_{l}g{D}_{w}D\right)}^2{D}_w}{\mathrm{\&Phi;}}_E^0\left(f\right)---\left(3\right)$$f_R=\frac{f{D}_w}{V_i}---\left(4\right)$$D_w=\frac{0.1D}{\sqrt{1-{\mathrm{\&alpha;}}_H}}---\left(5\right)$界面流速V_i定义为：$V_i=0.73(J_g+J_l)+\sqrt{g{D}_e({\mathrm{\&rho;}}_l-{\mathrm{\&rho;}}_g)/{\mathrm{\&rho;}}_l}---\left(6\right)$式中ρ_l为液相的密度，g为重力加速度，D为管子直径，有效管径D_e定义为D_e＝2(P‑D)，P为管束相邻管子的中心距(节距)，f为管子的固有频率，α_H为均相流空泡份额，J_g和J_l分别为管阵中的表观流速，为单位管长上激振力的等效参考功率谱密度，为的无量纲值，D_w为长度尺度，f_R为折合频率，即f的一种无量纲值。