高温气冷堆出口连接管束的流致振动研究

发布时间：2021-07-20 23:15

　　基于实验和数值模拟分析,以高温气冷堆蒸汽发生器传热管为对象,研究了流体攻角和截面圆角半径对带圆角的矩形截面柱（简称圆角方柱）旋涡脱落共振和驰振的影响,得到了不同攻角和不同圆角半径下圆角方柱的绕流特性,包括斯特劳哈尔数（St）和升阻力系数。研究结果表明,随着圆角半径的增大,结构的St增大,旋涡脱落共振对应的流速降低,同时驰振力系数逐渐增大,结构发生驰振的临界流速降低,但发生驰振失稳的攻角范围有所减小。本文研究为高温气冷堆蒸汽发生器传热管束矩形截面结构的流致振动设计提供了重要的依据。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

柱体截面示意图

圆角的增大同样导致分离点后移、分离角减小,促使分离的边界层更快地附着在柱体侧面。因此,随着圆角由r/d=0到r/d=0.24的增加,临界角由12°逐渐减小到6°。由式(4)知,驰振的发生需升力系数随攻角变化的曲线斜率为负,则柱体驰振失稳仅当攻角小于临界角时发生。因此,临界角的减小也意味着可能发生驰振失稳的攻角范围降低。另外,相同攻角下,圆角的增大也导致阻力柱体受到的阻力减小。图7 柱体A1～A4的升力系数、阻力系数和驰振力系数

图6 不同雷诺数下升力系数和阻力系数随攻角的变化当攻角为0°时,随着圆角的增加,升力系数在0°的斜率变化较小,如图7a所示,但阻力系数却明显降低(Cd由2.1逐渐降到1.25),如图7b所示。因此,随着圆角的增加,驰振力系数逐渐增大,如图7c所示,驰振失稳的临界流速更低(由式(3)可得),更易发生驰振失稳。


本文编号：3293800