[發(fā)明專利]一種管束流固耦合動(dòng)力學(xué)振動(dòng)試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711192387.5
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN107941457B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳軍;郭曉強(qiáng);王國榮;劉咸;宋志文;劉鎮(zhèn)嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M10/00
• 分類號(hào): G01M10/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種管束流固耦合動(dòng)力學(xué)振動(dòng)試驗(yàn)裝置，它包括儲(chǔ)水槽（1）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）、實(shí)驗(yàn)水道（3）、水泵（4），其特征在于：它還包括管束夾持臺(tái)（5），所述的水泵（4）的吸水口與儲(chǔ)水槽（1）連通，水泵（4）的出水口與實(shí)驗(yàn)水道（3）的左端部之間順次連接有調(diào)節(jié)閥I（6）和流量計(jì)（7），所述的實(shí)驗(yàn)水道（3）的右端部與儲(chǔ)水槽（1）之間連接有調(diào)節(jié)閥II（8），所述的管束夾持臺(tái)（5）設(shè)置于實(shí)驗(yàn)水道（3）的頂部，管束夾持臺(tái)（5）包括固設(shè)于實(shí)驗(yàn)水道（3）頂部的平臺(tái)（9），平臺(tái)（9）的中部固設(shè)有順次貫穿平臺(tái)（9）、實(shí)驗(yàn)水道（3）的中間立管（10），平臺(tái)（9）上開設(shè)有連通實(shí)驗(yàn)水道（3）的通槽A（11）和通槽B（12），通槽A（11）內(nèi)設(shè)置有兩根伸入于實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)的前立管（13），通槽B（12）內(nèi)設(shè)置有兩根伸入于實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)的后立管（14），平臺(tái)（9）頂部固定安裝有雙作用油缸A（15）和雙作用油缸B（16），雙作用油缸A（15）的兩輸出端分別固設(shè)于兩個(gè)所述的前立管（13）上，雙作用油缸B（16）的兩輸出端分別固設(shè)于兩個(gè)所述的后立管（14）上；所述中間立管（10）、前立管（13）和后立管（14）的前后側(cè)均粘貼有應(yīng)變片，應(yīng)變片與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的裝置試驗(yàn)管束流固耦合動(dòng)力學(xué)振動(dòng)的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、卸下中間立管（10），將管束構(gòu)成順排方陣，只在前立管（13）上安裝應(yīng)變片；打開調(diào)節(jié)閥I（6）和調(diào)節(jié)閥II（8），啟動(dòng)水泵（4），水泵（4）將儲(chǔ)水槽（1）內(nèi)的水順次經(jīng)調(diào)節(jié)閥I（6）、流量計(jì)（7）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)，實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)的水沖擊管束，同時(shí)向后立管（14）和前立管（13）中通入水；當(dāng)流量計(jì)（7）上讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）采集流量計(jì)（7）的流量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）根據(jù)流量數(shù)據(jù)計(jì)算出水流速，同時(shí)采集應(yīng)變片的應(yīng)力數(shù)據(jù)；逐漸改變調(diào)節(jié)閥I（6）的開度，連續(xù)增大水流量，測定出前立管（13）在順排方陣下及在不同水流流速下管束的振動(dòng)響應(yīng)；試驗(yàn)后關(guān)閉調(diào)節(jié)閥I（6）、調(diào)節(jié)閥II（8）和水泵（4）；

S2、將中間立管（10）安裝復(fù)位，只在中間立管（10）上安裝應(yīng)變片，控制雙作用油缸A（15）和雙作用油缸B（16）活塞桿的同時(shí)伸出，雙作用油缸A（15）增大兩根前立管（13）之間間距，雙作用油缸B（16）增大兩根后立管（14）之間間距，從而將管束調(diào)整為平行三角形方陣；打開調(diào)節(jié)閥I（6）和調(diào)節(jié)閥II（8），啟動(dòng)水泵（4），水泵（4）將水泵入實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)，實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)的水沖擊管束，同時(shí)向中間立管（10）、前立管（13）和后立管（14）中通入水；當(dāng)流量計(jì)（7）上讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）采集流量計(jì)（7）的流量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）根據(jù)流量數(shù)據(jù)計(jì)算出水流速，同時(shí)采集應(yīng)變片的應(yīng)力數(shù)據(jù)；逐漸改變調(diào)節(jié)閥I（6）的開度，連續(xù)增大水流量，測定出中間立管（10）在平行三角形方陣下及在不同水流流速下管束的振動(dòng)響應(yīng)；試驗(yàn)后關(guān)閉調(diào)節(jié)閥I（6）、調(diào)節(jié)閥II（8）和水泵（4）；

S3、控制雙作用油缸A（15）和雙作用油缸B（16）活塞桿的同時(shí)縮回，雙作用油缸A（15）減小兩根前立管（13）之間間距，雙作用油缸B（16）減小兩根后立管（14）之間間距，從而將管束調(diào)整為正三角形方陣；打開調(diào)節(jié)閥I（6）和調(diào)節(jié)閥II（8），啟動(dòng)水泵（4），水泵（4）將水泵入實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)，實(shí)驗(yàn)水道（3）內(nèi)的水沖擊管束；當(dāng)流量計(jì)（7）上讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）采集流量計(jì)（7）的流量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）根據(jù)流量數(shù)據(jù)計(jì)算出水流速，同時(shí)采集應(yīng)變片的應(yīng)力數(shù)據(jù)；逐漸改變調(diào)節(jié)閥I（6）的開度，連續(xù)增大水流量，測定出管束在正三角形方陣下及在不同水流流速下管束的振動(dòng)響應(yīng)；試驗(yàn)后關(guān)閉調(diào)節(jié)閥I（6）、調(diào)節(jié)閥II（8）和水泵（4）。