方形封闭旁支管流致声共振实验研究

流致声共振是发生在特定结构中的流场与声场相互作用的现象。针对方形封闭旁支管结构的声共振特征开展实验，研究了主管道流速和旁支管长度对封闭旁支管声共振现象的影响，获得了声共振发生区域和压力脉动特征。实验研究的3种旁支管长度分别为 L/d＝5、6和7，实验的雷诺数 R e＝2.74×10^4～2.429×10^5，马赫数 M a＝0.025～0.218。研究结果表明，声共振频率随流速的增加表现出频率锁定特征，随旁支管长度的增大，共振工况声压幅值降低，声共振频率降低。在本实验结构中，声共振现象发生在斯特鲁哈数为0.3～0.6和0.7～1.0的区域内。

圆形封闭旁支管流致声共振实验研究

旁支管流致声共振是由特定结构下流场和声场相互作用的结果。本文针对圆形封闭旁支管结构的声共振特征展开实验,研究了旁支管高度和主管道流速对旁支管声共振现象的影响,获得了压力脉动特征和声共振发生区域。实验研究的5种旁支管高度(H/d)为6、8、10、12和14,实验雷诺数Re=3.24×10~4~2.89×10~5,马赫数Ma=0.029~0.26。研究结果表明:随着流速的增加,声共振频率会出现频率锁定现象;随着旁支管高度的增加,同阶声模态对应的主控频率降低,共振工况声压幅值降低,声模态转变点对应的流速减小,实验流速范围内声模态数增加。在本实验结构中,声共振主要发生在斯特鲁哈尔数St=0.2~0.55区域内。

相贯线倒角结构对圆形封闭旁支管流致声共振影响的实验研究

相贯线倒角结构会对旁支管诱发的流致声共振现象的流场与声场特性造成影响。本文针对相贯线倒角大小对圆形封闭旁支管诱发的流致声共振特性的影响开展实验研究。所研究的3种相贯线倒角分别为无倒角、3 mm倒角和6 mm倒角。结果表明,随主管道流体Ma增大,旁支管内声共振频率呈阶梯状变化,各局部区域内声频率锁定,而相同阶声模态对应的控制频率与相贯线倒角大小无关;在实验Ma数范围内,随相贯线倒角增大,出现的声模态数减少,同阶声模态下最大共振声压幅值降低,声模态转变点对应的Ma增大;随相贯线倒角增大,发生声共振的St区间上下限和范围逐渐减小。

圆截面闭端型旁支管流致声共振数值模拟研究

核电站主蒸汽管道内,高压汽流通过各管路部件,特别是流经由安全卸压阀形成的旁支管腔时,会引发流致声共振。流致高声强声波传播至蒸汽干燥器,会引起该部件声疲劳破坏。该文以系列圆截面闭端型旁支管流道为研究对象,采用CFD软件FLUENT和声学软件ACTRAN,基于CFD/CAA(DES/Lighthill)多步骤混合方法,数值模拟了各种旁支管腔引发的涡流场、等效声源场和声场,得出了流速、旁支管长度、旁支管间距、旁支管数目、旁支管与主管接口倒角等主要因素对流致声共振的影响规律,并分析了内在机理。通过与实验测试结果的比较分析,证明了所采用的流动噪声数值预报方法的适用性;同时也证明了基于该方法做系列数值计算得出的声源强度、共振频率随流道、声道和流动参数的变化规律,具有进一步应用的价值。

核电厂主蒸汽管道流致声振动优化方法研究

近年来,核电站蒸汽管道流致声共振现象引发的振动和噪声问题,严重影响了核电厂的安全运行。为减小振动噪声的影响,该研究针对主蒸汽管道滞流分支管设计开展了研究,通过理论和有限元仿真分析的方法,研究了优化安全阀支管设计,避开声频率锁定,降低流致声共振强度的方法。研究结果表明,通过优化支管设计可以有效的降低流致声振动的激励源头载荷,减小主蒸汽管道的振动噪声。该研究的结论可用于在役电厂主蒸汽管道振动噪声的设计优化改造和新电厂的主蒸汽管道设计。

三门核电站1号机组封闭支管振动诊断及处理

文中介绍了三门核电站1号机组封闭支管振动情况。结合振动原因排查及确定过程,介绍了封闭支管声共振的基本理论和流致声共振激发封闭支管振动的机理和特点。介绍了封闭支管流致声共振处理的常用方法和美国QC电站主蒸汽管道振动处理的经验反馈,以及三门核电站1号机组采取的处理措施和处理效果。可为类似封闭支管振动问题的处理提供借鉴。