[实用新型]一种用于验证管束流致振动原理的试验装置

说明书

本实用新型提供一种用于验证管束流致振动原理的试验装置，其包括流道槽以及试验模拟体，流道槽包括：进口段、进口稳定段、试验段、出口稳定段、出口段。试验模拟体固定在试验段，试验模拟体包含有凹槽以及安装在凹槽内部的试验管，试验管可为单根直管、直管束、单根弯管、弯管束中的一种；当试验管为单根直管或者直管束时，进口稳定段、试验段以及出口稳定段均为矩形流道槽，且凹槽为矩形凹槽；当试验管为单根弯管或者弯管束时，进口稳定段、试验段以及出口稳定段均为扇形流道槽，且凹槽为扇形凹槽。试验管的一端固定在凹槽的底部，且试验管的另一端为自由端。本实用新型通过弯管和直管试验结果的对比，可对弯管束流致振动的原理进行验证。

技术领域

本实用新型涉及工程试验技术领域，尤其涉及一种用于验证管束流致振动原理的试验装置。

背景技术

目前核电蒸汽发生器或石油化工行业换热器都是针对直管或者U型管开展管束流致振动试验，目前尚无针对应用于螺旋盘管的弯管束流致振动原理验证试验。

对于螺旋盘管式蒸汽发生器，螺旋传热管承受反应堆冷却剂流动而诱发的流致振动。管子外部流体引起的流致振动有多种机理，如湍流随机振动、漩涡脱落振动和流弹失稳振动等。以上各类流致振动现象可能会引发螺旋管与支承条之间的磨损，从而造成螺旋传热管的破损，因此需要对螺旋传热管束的流致振动进行评估。

针对流致振动各项机理分析和计算的半经验公式都是基于直管和等距分布 (等边三角形或正方形)直管束的试验得出的。对于螺旋盘管且非等距分布形式的传热管束，这些规范中采用的公式和参数的适用性就需要额外进行验证，需要针对空间弯管和弯管束的流致振动现象开展试验研究。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于验证管束流致振动原理的试验装置，不仅仅可以针对单根直管和直管束开展流致振动试验，还可以针对单根弯管和弯管束开展流致振动试验，通过弯管和直管试验结果的对比，可对弯管束流致振动的原理进行验证。

本实用新型提供的一种用于验证管束流致振动原理的试验装置，包括流道槽以及试验模拟体，所述流道槽包括与所述试验模拟体相匹配的：进口段、进口稳定段、试验段、出口稳定段、出口段；

其中，所述试验模拟体固定安装在所述试验段，且所述试验模拟体包含有凹槽以及安装在所述凹槽内部的试验管，所述试验管为单根直管、直管束、单根弯管、弯管束中的一种；当所述试验管为单根直管或者直管束时，所述进口稳定段、所述试验段以及所述出口稳定段均为矩形流道槽，且所述凹槽为矩形凹槽；当所述试验管为单根弯管或者弯管束时，所述进口稳定段、所述试验段以及所述出口稳定段均为扇形流道槽，且所述凹槽为扇形凹槽；

所述试验管的一端固定在所述凹槽的底部，且所述试验管的另一端为自由端，所述凹槽的两个侧面为两个相对的平面，且所述凹槽的顶部固定有观察窗，所述凹槽的底部、两个侧面以及顶部共同构成一个密闭流道。

优选地，所述直管束为多根阵列分布的直管；

所述多根阵列分布的直管中的最外侧直管与所述凹槽的侧面之间的流道宽度，为所述多根阵列分布的直管中相邻两根直管之间的流道宽度的一半；

所述单根直管与所述凹槽侧壁面之间的宽度大于所述单根直管的两倍直径。

优选地，所述弯管束为多根阵列分布的弯管；所述多根阵列分布的弯管中的最外侧弯管与所述凹槽的侧面之间的流道宽度，为所述多根阵列分布的弯管中相邻两根弯管之间的流道宽度的一半。

优选地，所述凹槽的底部通过螺栓固定有基座，所述试验管的一端焊接在所述基座上。

优选地，在所述观察窗外侧安装有高速摄像机；

在所述试验管的直管内壁上或者弯管内壁上设置有加速度传感器，在所述试验管的直管外壁上或者弯管外壁上沿周向安装有多个应变片。