【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流致振动实验研究的，更具体地，涉及一种利用电子压力扫描阀通过弹性引压管的两相流水洞实验方法，可以直接测量换热管管端圆周所受流体激振力，运算得到无量纲流体力功率谱密度。
技术介绍
1、蒸汽发生器等核动力装置中存在大量的管束结构，流体横掠管束时产生的湍流会在管束结构的圆周表面形成脉动压力，管束在流体脉动压力的作用下容易发生振动现象，进而出现磨损、破坏、疲劳等失效情况。学者们经过几十年的研究，利用实验与模拟方法，对流致振动机理进行总结，其中包括：湍流抖振、旋涡脱落激振、流体弹性不稳定性以及声共振。湍流抖振是壳侧流体的湍动对传热管施加随机脉动流体力的结果，表现为传热管的宽频带低幅度随机振动，长时间可能会导致传热管的磨损、疲劳；旋涡脱落激振是指流体流过传热管时，会在传热管后方两侧产生交替生成、脱落的旋涡，而这种周期性的运动会导致传热管受到周期性的流体力变化，从而引发振动。当旋涡脱落的频率与传热管固有频率接近时，会引发传热管的共振；声共振代表气相流体流经管束时，如果声驻波频率与旋涡脱落频率一致，会导致声场与流场间相互耦合并增强的现象从而造成传热管振动，并伴随强烈的噪音。流体弹性不稳定性是流体力与传热管运动互相作用产生的振动现象，它的发生伴随传热管的振动突然加剧，甚至会造成传热管在短时间的破坏失效情况。
2、管束间潜在的磨损也取决于由激振力引起的随机平面内运动。在单相流中，这些激振力已经被广泛地测量和分析。它们与束本身所产生的湍流水平有关。通过使用适当的数据简化程序，对不同种类的流体和管束获得的实验数据进行了令人满意
3、单相和两相情况之间有显著的区别，在两相流的情况下，并没有进行如此广泛的分析。虽然近年来两相流的研究测试结果有了明显的增加，并测试了许多数据缺失的部分内容。尽管这些分析已经取得了重大进展，但仍存在许多问题，如粘度、表面张力、密度比或流动状态(如气泡流或间歇流)对管束振动造成的影响并不明确。工程上计算湍流抖振导致的振动响应时，需先确定流体激振力的功率谱密度。由于两相流诱发振动问题的复杂性，当前尚未有公认合理的两相流激振力的无量纲归一方法，从而导致没有可供工程应用的两相流激振力psd包络谱。使用管束处于湍流抖振范围内测得的压力数据进行数据分析，首先用matlab软件对管束振动测量得到的压力数据进行积分，可得到管束受到的流体激振力(分为升力和阻力)，然后运用pwelch函数将升力和阻力转换为自功率谱密度。采用参考长度和归一化因子进行流体力功率谱密度的进一步数据处理得到流体力无量纲参考等效功率谱密度。虽然文献中已经有有限的压力数据，但仅测量了少数雷诺数的压力分布。此外，直到最近，还没有对两相水洞管阵内管束周围的压力场进行全面的研究。实际上，主要未解决的问题是在两相流条件下对管束所受圆周压力测量方法的缺失。
4、因此，急需设计研发一种电子压力扫描阀运用在两相流水洞中测取激振力来得到无量纲功率谱密度以满足管束振动实验要求的方法。
技术实现思路
1、针对上述技术难点，本专利技术提供了一种利用电子压力扫描阀的两相流水洞实验方法。
2、为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案予以实现：
3、一种利用电子压力扫描阀的两相流水洞实验方法，包括：
4、利用两相流水洞装置主体、使用电子压力扫描阀通过弹性引压管来测取装置主体所需两相流条件下流体激振力数据。
5、实验装置主要分为三部分：流体循环系统、主体实验平台及数据处理与采集部分。
6、在实验中，利用电磁阀门控制经由离心泵运输的水流体流量，同时利用电磁流量计监控其流量大小；
7、利用空气压缩机对空气进行压缩，并利用球阀控制进入实验段的空气流量。
8、气体经由沿水路管道圆周均匀分布的管道完成两相流体的初步混合，并通过两相静态混合装置进行进一步的混合，使得两相流体能够均匀地流过实验段，对传热管束进行冲刷。
9、实验段中央设置有管板以安装实验管束，实验管束以悬臂梁方式固定在管板上。
10、在管板的另一侧，设置有玻璃视窗以观察管束的振动情况以及两相流体的流动状态。
11、定制引压管，在管束管端处圆周均匀分布有16个引压孔。
12、弹性管管端圆周表面受到两相流冲刷经过引压孔，通过内径2mm的硅胶管连接至电子压力扫描阀内压力传感器。
13、每个测压口均使用差压传感器进行监控，压力传感器的另一个端口与大气相通，实际上测量了表压。
14、通过所测16点位压力数值积分计算得弹性管圆周流体激振力。
15、与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：
16、在蒸汽发生器中，u形管位置会由于换热而产生蒸汽，致使传热管整体受到空气-水两相流体的冲刷作用。气液两相流体的流动状态与单相流体有极大的区别，进而使管束在两相流动下的流致振动现象更加复杂。搭建了一套可以利用空气-水两相流体作为实验流体的两相水洞实验装置，用于研究两相流体作用下传热管的流致振动现象。
17、当前研究所得流体激振力功率谱大部分利用管束振幅通过随机振动理论公式推导得出，与管束实际所受流体激振力存在一定误差，本专利技术首次在两相流致振动实验中采用电子压力扫描阀方式提取管端激振力数据，通过受力处精确数值直接转化得到流体力功率谱，对于工程上计算湍流导致的振动响应时需要确定的流体激振力功率谱密度具有重要研究意义。
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1.一种利用电子压力扫描阀的两相流水洞实验方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述两相流水洞装置主体，其特征在于，液体通过流体循环系统、主体实验平台及数据处理与采集装置进行循环。
3.根据权利要求1所述两相流水洞装置主体，其特征在于，气体通过空气压缩机、缓冲气罐、球阀以及转子流量计流经装置主体。
4.根据权利要求1所述两相流水洞装置主体，其特征在于，可进行0-90％空气-水两相流工况下的弹性换热管振动测试实验。
5.根据权利要求1所述电子压力扫描阀主体，其特征在于，可通过无接触实时测量管束圆周压力变化。
6.根据权利要求1所述弹性引压换热管，其特征在于，根据实验要求设计尺寸规格，通过引压软管将测试管圆周表面所受激振力数据引至电子压力扫描阀内并实时显示在配套软件上。
7.根据权利要求1所述一种利用电子压力扫描阀的两相流水洞实验方法，其特征在于，测取水洞装置主体在水环境以及气环境下管束管端位置圆周所受激振力。
8.根据权利要求1所述一种利用电子压力扫描阀的两相流水洞实验方法，其特征在于，准确测
9.根据权利要求1所述一种利用电子压力扫描阀的两相流水洞实验方法，其特征在于，将管束圆周所受激振力数据运算得到两相流湍流激振功率谱密度。
...【技术特征摘要】
1.一种利用电子压力扫描阀的两相流水洞实验方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述两相流水洞装置主体，其特征在于，液体通过流体循环系统、主体实验平台及数据处理与采集装置进行循环。
3.根据权利要求1所述两相流水洞装置主体，其特征在于，气体通过空气压缩机、缓冲气罐、球阀以及转子流量计流经装置主体。
4.根据权利要求1所述两相流水洞装置主体，其特征在于，可进行0-90％空气-水两相流工况下的弹性换热管振动测试实验。
5.根据权利要求1所述电子压力扫描阀主体，其特征在于，可通过无接触实时测量管束圆周压力变化。
6.根据权利要求1所...
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