流體誘發(fā)振動的原因熱交換器的管束屬于彈性體,當(dāng)被流過的流體擾動,離開其平衡位置時,管子產(chǎn)生振動,這種振動稱為流動引起的振動。實際上每臺熱交換器在工作時都有或多或少的振動,其振源可能是殼側(cè)或管側(cè)流體流動所引起的振動:流體速度的波動或脈動引起的振動:通過管道或支架傳播的動力機(jī)械振動等等,有時振源可能較多,而其中的一個或幾個可能是激起振動的主要根源。有的振源相對來說容易預(yù)測,而流體誘發(fā)的振動卻比較難以預(yù)計。
一些實驗和運行經(jīng)驗表明,熱交換器的振動主要是殼側(cè)流體的流動所引起,管側(cè)流體流動所引起的振動常可忽略。一般情況下,在殼側(cè)流體中,與管軸方向平行流動的縱向流所激發(fā)的振動的振幅小,由振動造成結(jié)構(gòu)破環(huán)的概率,也比橫向流動要小得多,因此,人們更為關(guān)心的是橫向流引起的振動問題。
目前已被公認(rèn)的導(dǎo)致流體誘發(fā)振動的三種不同的原因是:渦流脫落、流體彈性旋轉(zhuǎn)(或稱流體彈性不穩(wěn)定)和湍流抖振。