炉内单排换热器管阵列声传播特性数值研究

基于Twersky声波散射理论和光栅衍射理论,对炉内单排换热器管阵列的声传输特性进行了研究,分析了管排阵列对入射声波的反射、透射和衍射的物理机制,给出了计算管排阵列声透射与反射系数的数学模型,数值研究了管排阵列对声波的反射与透射系数随管间距、声波频率等参数变化的关系曲线,揭示了单排管阵列对声波传播具有截止和导通作用,并且其截止带和导通带的位置与管阵列结构参数和炉内温度有关。为研究多排管阵列的声传输特性、促进换热器管阵列泄漏声检测与定位技术和锅炉管束深处的声波除灰选频技术发展提供了理论基础。

炉内双排换热器管阵列声传播特性的数值研究

根据炉内单排换热器管阵列声传播特性的研究,利用Twersky声散射理论和光学法布里-珀罗干涉原理,研究双排换热器管阵列的声传播特性,分析了双排管阵列对声波的反射、透射和衍射机制,给出了计算炉内双排管阵列声透射与反射系数的数学模型,计算了炉内双排管阵列的声反射与透射系数随声波频率、管阵列横向与纵向节距等参数变化的关系曲线,以及传输泄漏声辐射信号时的聋带和聪带的分布特征,指出双排管阵列对声波的截止带和导通带的位置与管阵列结构参数和炉内温度有关,并在炉内实际环境参数下对声传播特性进行了数值计算,为研究多排管阵列的声传播特性提供了方法,也为利用管阵列透射声谱判断管道泄漏口发生在管排阵列中的位置提供了依据。

换热器管排表面多极子声散射场模态研究

利用Helmholtz积分方程,研究了锅炉换热器管壁表面对声波的多极子散射行为,给出了计算换热器管壁表面声场分布的数学模型,数值计算了入射声波频率和炉内管道间距对管壁表面散射声场的模态影响特征,得出了管道壁面散射声场的频率响应存在尖锐的峰值特征,分析了声场峰值特征是由于管道的多极子声散射波发生相互干涉的物理机理,讨论了壁面声场出现干涉加强时的声波频率和管排几何结构的关系,为锅炉换热器管道声学无损检测技术(ANDT)和声波节能技术(SSCT)提供参考。