【摘要】：随着我国电力行业的迅猛发展,烟囱作为火力发电厂标志性建筑,其高度已经逐渐向200m普及,为检验高耸烟囱,尤其是异型截面高耸烟囱结构的抗风性能,保证其安全性并为我国相关规范提供参考依据,本文采用刚性模型和气弹模型风洞试验及有限元响应分析等手段,对高度为210m的正八边形截面烟囱表面风荷载和风振响应特性进行了研究,本文主要研究内容和成果如下:(1)通过不同比例刚性节段模型风洞试验对正八边形截面Re数效应进行研究,比较了不同Re数下正八边形节段模型风压分布和阻力系数变化规律,发现小比例节段模型在特定风向角时背风面风压系数受风速影响较大,而其他情况下表面风压分布对风速条件并不敏感;对比相同Re数条件下模型风压分布和阻力系数变化,发现不同比例模型之间Re数效应存在一定差异。(2)通过对比不同来流条件下正八边形截面模型Re数效应,发现正八边形截面在试验Re数范围内对来流条件较敏感,增加紊流度导致不同比例节段模型阻力系数整体减小。利用风洞试验测压数据得到模型升力系数时程,并对正八边形截面漩涡脱落频率进行分析,对比发现该截面漩涡脱落频率受风向角影响较大,表明不同风向角下正八边形截面St数取值不同,同一风向角下St数随Re数变化不大。(3)通过三维烟囱模型测压试验对表面风压特性进行分析,结果表明单烟囱外表面风压周向分布规律与小比例节段模型相似,平均风压系数值沿高度方向略有差异,脉动风压系数在正八边形各拐角处均出现驻点;对比节段模型和烟囱模型外表面风压分布发现,基于较小比例模型得到的烟囱外表面风荷载取值是偏于保守的。(4)通过试验得到有周边建筑时各风向角下烟囱模型表面风压分布,分析周边建筑对烟囱表面风压分布和阻力系数的影响,结果表明周边建筑对烟囱外表面平均风压影响主要表现为遮挡效应,距离烟囱较近的迎风面密集低矮建筑群造成烟囱下部风压系数均为负值,并引起烟囱局部阻力系数增大。(5)通过刚性模型试验和有限元响应分析相结合对烟囱风致振动进行研究,确定烟囱最不利工况;分析响应特性发现顺风向和横风向响应中均出现共振分量,周边建筑对共振分量占总响应百分比有影响;对比不同阻尼比下烟囱风致响应情况,结果表明阻尼比变小会引起烟囱风振系数显著增大。(6)通过气弹模型试验研究不同气动外形对风振响应的影响,对比发现正八边形截面气弹模型风致振动受风向角影响较大,阻力系数较大的风向角下两种截面模型均发生涡激共振,但圆形截面模型涡振风速区间比正八边形截面模型小;其他风向角下正八边形截面气动特性与圆形截面存在明显差异。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU973.213
【图文】：
哈萨克斯坦GRES-2电站烟囱烟囱作为一种典型自立式高耸结构，主要特点有：轻质、柔性、细长以及高度高，这些特点决定了风荷载一般为烟囱的控制荷载，随着烟囱高度的不断增加，其抗风性能
不同雷诺数区域下光滑圆柱风压分布曲线
【参考文献】
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本文编号：
2712802
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