能够降低管道流致振动的方法、管道及验证装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种能够降低管道流致振动的方法、管道及验证装置，所述方法包括如下步骤：确定管道的固有振动频率；获取能够使得所述管道内流体流动的激发频率避开所述管道的固有振动频率对应的超疏水表面的特征参数的值；将具有所述特征参数的值的超疏水表面加载于所述管道内壁表面，以使得所述管道内流体流动时不会引发所述管道共振。通过在管道内壁表面增加超疏水表面来降低管道流致振动，将超疏水表面特性与流致振动问题联系起来，通过改变流体流动的边界条件减少管道内流体流动导致的结构振动，可以对管道进行预设计，提高管道工程的设计施工效率以及经济性。的设计施工效率以及经济性。的设计施工效率以及经济性。

【技术实现步骤摘要】
能够降低管道流致振动的方法、管道及验证装置


[0001]本专利技术涉及流体力学与振动力学
，具体涉及一种能够降低管道流致振动的方法、管道及验证装置。

技术介绍

[0002]由流体流动而引发的管道振动称为流致振动，引发流致振动的机理主要有涡激振动、湍流抖振、流体弹性不稳定性和声共振四种(在此统称为流体流动的激发频率)。管道内流体流动的激发频率与管道的固有振动频率相等或相近时，引发管道共振，由于共振会将微小的振动放大，其危害性增大。管道的固有振动频率取决于管道材料的弹性模量和密度，而流体流动的激发频率随流体流动状态改变。
[0003]目前，国内外降低管道流致振动的方法主要有：采用解析法计算、实验研究确定避免引发管道共振的结构设计，或者通过增加或调整支撑、改变管道壁厚和材料来提高管道的固有振动频率以避开激发频率，或者降低进出口区域的流速、增加阻尼器的方法降低激发频率，从而避免引发共振。但上述方法都存在设计复杂、经济性不高等缺陷。
[0004]为此，有必要提供一种能够降低管道流致振动的方法以及对应的管道，以在有效降低管道流致振动的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够降低管道流致振动的方法，其特征在于，包括如下步骤：确定管道的固有振动频率；获取能够使得所述管道内流体流动的激发频率避开所述管道的固有振动频率对应的超疏水表面的特征参数的值；将具有所述特征参数的值的超疏水表面加载于所述管道内壁表面，以使得所述管道内流体流动时不会引发所述管道共振。2.根据权利要求1所述的能够降低管道流致振动的方法，其特征在于，所述将具有所述特征参数的值的超疏水表面加载于所述管道内壁表面，包括：在所述管道内壁表面蚀刻以形成具有所述特征参数的值的超疏水表面；或者，在所述管道内壁表面贴附或喷涂超疏水材料以形成具有所述特征参数的值的超疏水表面。3.根据权利要求1所述的能够降低管道流致振动的方法，其特征在于，所述超疏水表面的特征参数包括：气液比GF或有效滑移长度L。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的能够降低管道流致振动的方法，其特征在于，所述获取能够使得所述管道内流体流动的激发频率避开所述管道的固有振动频率对应的超疏水表面的特征参数的值之前，所述方法还包括：确定所述管道的结构参数以及所述管道内流体流动工况；在所述结构参数以及所述管道内流体流动工况下，获得所述超疏水表面的特征参数与所述管道内流体流动的激发频率之间的单调关系。5.根据权利要求4所述的能够降低管道流致振动的方法，其特征在于，所述获得所述超疏水表面的特征参数与所述管道内流体流动的激发频率之间的单调关系，具体包括：采用有限体积法软件作为数值模拟工具，模拟具有所述结构参数的管道；设定多个不同的超疏水表面的特征参数的值；通过模拟流体在具有设定的特征参数的值的超疏水表面的管道内按照所述管道内流体流动工况流动，获得每个超疏水表面的特征参数的值的条件下，对应的管道内流体流动参数，获取超疏水表面的特征参数和管道内流体流动参数之间的单调关系；根据所述超疏水表面的特征参数和管道内流体流动参数之间的单调关系，以及已知的管道内流体流动参数与管道内流体流动的激发频率之间的单调关系，获得超疏水表面的特征参数与所述管道内流体流动的激发频率之间的单调关系。6.根据权利要求5所述的能够降低管道流致振动的方法，其特征在于，所述数值模拟工具具体采用ANSYS Fluent；所述管道结构参数包括：管道的直径、管道的长度；所述管道内流体流动工况包括：管道入口处的流体流量、管道运行压力、温度、流体密度、流体粘性系数；所述管道内流体流动参数包括：管道内壁面附近的流向速度、湍流涡强度；所述超疏水表面的特征参数和管道内流体流动参数之间的单调关系包括：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任茜，王春明，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：