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标题: 避免换热器管束发生振动的措施 [打印本页]

作者: huanghong 时间: 2021-9-29 08:30
标题: 避免换热器管束发生振动的措施
管束振动的危害：

1.换热器管束振动容易导致边缘管和壳体撞击，或者邻近换热管相互撞击，导致管束被撞击的部位出现磨损，管壁薄的地方导致开裂现象；

2.由于换热管与折流板之间存在间隙，当管束发生振动时会产生一种和割锯相似的强度较高的应力作用，致使换热管因剪切应力失效或断裂；

3.由于管束振动，换热管与管板连接处焊缝容易发生疲劳破坏而导致接头泄漏；

管束振动机理：

管束振动成因主要包括以下四种机理，即流体弹性失稳、旋涡脱落、湍流振动和声共振，前面三种会导致管束振动，而声共振将产生强烈的噪声，一般不会引起管束振动。

流体诱发振动最容易产生破坏的位置：

1.管束中两块折流板间距最大的未支承的中间跨度；

2.管束周边在弓形折流板口区的管子；

3.U形管束的U形弯处；

4.壳程进口管口下的管子；

5.管束旁流和管程分程隔板流道内的管子；

如果换热器设计过程中发生振动，可采取的防振措施有：

1.降低流速

具体措施：

① 增大管心距；

② 改变管束的排列角度；

③ 设置防冲挡板或者导流筒；

2.改变管子的自振频率

具体措施：

① 减小折流板无支撑跨距，无支撑跨距是影响流体振动的重要因素，无支撑跨距越短，越不容易振动，在相同的壳程流量和压降下，相对于常规的单弓形折流板，使用多弓形折流板可以显著地减小无支撑跨距；

② 增大换热管直径和壁厚，提高换热管惯性矩；

③ 改变换热管材料，提高换热管弹性模量，铁素体和奥氏体不锈钢比铝、黄铜等具有更高的弹性模量；

④ 对于U形管换热器，换热管间隙处插入板条或者杆状物，靠近直管段设置支持板；

⑤ 折流板缺口处不布管，采用NTIW形式折流板；

3.设置消声隔板

可在壳程设置平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板；

4.抑制周期性的漩涡

具体措施：

① 沿换热管周向缠绕金属丝，或沿轴向设置金属条可改变流场，抑制或消弱周期性漩涡；

② 采用折流杆代替传统的折流板；

5.其他：

① 移除折流板切口线上的换热管，可以消除潜在的振动；

② 减小换热管与折流板的间隙并增加折流板厚度，能有效减小作用在换热管与折流板孔结合处的剪切力；

③由于压力和温度的作用而在换热管上形成的轴向压缩载荷对振动产生潜在的不利影响，尤其是热流体走管程的单程固定管板换热器和所有多管程固定管板换热器，此时若使用膨胀节可以有效减小换热管的压缩应力；

④ 避免太大或太小的折流缺口，因为它们会导致流速分布不均和局部高流速，从而诱发振动；

⑤ 保持均匀的折流板间距；

⑥用实心的管子代替原部分管子所在的位置，起到支撑并减小振动的作用；

⑦如果允许改变壳体形式，可将 E 型改为 X 或 J 型；

作者: gchanghui 时间: 2021-9-29 09:49
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作者: 管家 时间: 2021-9-29 10:18
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作者: 654262293 时间: 2021-9-29 11:18

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作者: 中原人 时间: 2021-9-29 12:45
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作者: 威风的奥特曼。 时间: 2021-9-29 22:25
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