摘要：随着化工设备集约化,并排塔器因大幅横风向振动而发生破坏的现象时常发生,然而各塔器间的耦合机制复杂,少有报道。为了解决这一问题,本文应用弹性支撑的刚性截断模型模拟并排塔器的横风向振动,开展了风洞实验,深入分析了并排塔器的横风向激振特性;设计了一种微型翅片,通过调整尺寸参数达到了最佳减振效果。研究结果表明,并排塔器的横风向激振可按照间距比范围分为三种典型振动状态,即单钝体模式、剪切层再附着模式和共同脱涡模式。当间距比S/D<2时,上游塔器在较小的折合流速下即发生驰振,且与下游塔器存在能量转化,在工程中应予以避免。当微型翅片的厚度参数大于0.1D及长度参数大于0.9D时,微型翅片的减振效果最佳,可以防止尾流驰振,使并排塔器的横风向振幅减小78.63%~95.67%。

摘要：并排塔器是伴随着行业精细化、高效化和大型化出现的新型组合设备,呈现并列密排的特点,且各塔之间不设连接平台和框架,相互独立。目前,由于各塔之间的耦合作用,并排塔器的流致振动特征尚未明确,导致其设计无据可依。在大气边界层风洞中,研究了串列、并列和交错布置时并排塔器的流致振动现象,获得了典型的振动特征和尾流影响区域,并提出了振动响应预测模型,计算其最大振幅,辅助工程设计。结果表明:并排塔器在串列排布时的振动随间距比分为4种状态,最大振幅超过单塔振幅的2倍;在并列排布时的振动分为两种状态,最大振幅接近单塔的振幅;在风攻角小于30°内存在显著的尾流干扰效应。

摘要：随着化工设备大参数化,并排塔器日渐增多,其设计一直是工程应用中亟待解决的问题。采用ANSYS CFX数值模拟,建立了3座并列排布塔器的计算模型,分别采用k-ε模型和大涡模型(LES)开展了三维稳态与瞬态流场数值模拟研究,分析了并排塔器的表面压力分布,升力系数、阻力系数以及斯托罗哈数等流场特性。研究结果表明,间距比为3≤S/D≤5时存在强耦合区;当S/D> 5时,流场的耦合作用减弱,各塔的振动特性趋近于单座塔器。处在流场中不同位置的塔器,其耦合作用强弱顺序为:中游塔器>下游塔器>上游塔器。在横风向振动中,下游塔器对上游塔器具有稳流作用;在顺风向振动中,上游塔器对下游塔器具有遮挡作用。

摘要：随着化工生产对高效化需求的增长,塔群设备应用增多,但流致振动往往使其结构发生破坏。将并排小间距比的塔器简化为串列多圆柱,分析了多座塔器在小间距比(L/D=1.3,1.5,1.8)和折合速度U_(r)=2.5~40条件下的耦合振动及机理,并研究了塔器在小间距比下不同风速与振动能量分布之间的关系。研究表明,间距比L/D=1.3,1.5时,并排塔器均呈现尾流驰振现象,且当下游塔器存在时,上游塔器振动均被增强;间距比L/D=1.8时,串列双塔器均呈现单峰收敛涡激振动现象,串列三塔器中的上游和中游塔器表现出双峰收敛的涡激振动现象,且下游塔器振动被抑制。此外,并排塔器的振动频率与间距比无关,在小间距比的情况下,其振动能量分布不稳定。该研究可为并排小间距比塔式容器的安全设计提供理论依据。