1. 研究目的与意义
管壳式换热器作为一种传统的换热设备被广泛的应用在工农业的各个领域，特别是石油、化工、能源方面。管壳式换热器中的流体一般是高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害的。因此，管壳式换热器的安全与否直接影响到工厂的安全生产和工人的生命安全。
管束振动是引发管壳式换热器失效甚至报废的主要原因之一。管束振动主要是由壳程流体流动引起的。壳程中流体流动诱发振动的现象是复杂的。当管束中有流体涡旋，紊流抖动，声学共振，弹性激振等振动时，这些振动会组合起来，形成更加剧烈的振动。这一振动的频率和管束的固有频率相同或者相近时，就会引发管束的振幅激增，使管束中的管子互相碰撞，造成管子的变形，影响传热效果。更加严重的是管子边缘被折流板切割断裂和管子与管板连接处被拉裂引发的泄露。管壳式换热器中的流体一般是易燃、易爆、有毒、有害的，这些流体一旦发生泄露，必将严重危害到工人和附近居民的生命财产安全，影响到工厂的安全生产甚至引发二次事故，还污染的环境。这些损失时很难估计的。
因此，开展管束振动这一研究课题，从而了解和知道管束振动产生的原因、管束振动的判断和防护措施是很有必要和意义的。同时考虑到手工计算工作量大、效率低的问题。本课题在gb151的基础上，采用visualbasic编程语言，编制管束振动程序，可以是管束振动的计算更加简便、准确、可靠，为有效防止振动提供了高效率的方法。
2. 国内外研究现状分析
随着现代工业的高速发展，管壳式换热器被越来越多的应用于石油、化工、能源领域。同时，由于流体诱导振动导致的换热器的局部破坏或者整体报废而引发的事故也是屡见不鲜的，造成的损失也是巨大的。这些已经被国内外的各国政府所重视，各国都先后制定了相应的规范和标准。各国的研究者也总结出四种为人们所公认的诱导振动的机理：旋涡分离、湍流抖振、弹性流体的不稳定、声振动。但是，流体诱导振动的机理是十分复杂的，有的地方至今还未能研究透彻。流体诱导振动的计算方法一般分为两大类：一类是基于网络的方法，如有限元法；另一类是无网络法，如表面涡方法。但是由于各种原因，这2大类方法都存在些问题。由王沣浩、姜歌东、罗昔联提出的一种基于表面涡方法的流体诱导振动计算模型具有简便、快捷以及能够对亚临界雷诺数下的流体诱导振动问题进行计算等优点，同时还为计算多圆柱流体诱导振动问题提供了一种新型的计算模型。赖永星、刘敏珊、董其伍利用计算流体力学软件Ansys/FlotranCFD对粘性不可压缩流体圆管绕流旋涡的产生和演化过程进行了数值模拟，提出了新的数值模拟换热器圆管绕流脱落频率的计算方法，为换热器等化工设备的安全运行和节约投资提供了可靠数据。流体诱导振动的危害性是众所周知的，国内外的学者也提出了很多方法来防止管束振动，例如：降低流速、改变固有频率、采用弹性缓冲件、消除声共振等。但是任何事物都具有两面性，流体诱导振动也可以被利用，可以用来出去换热管的污垢。由张颖、王茂艳、李大广写的《流体诱发换热器管束振动机理与防振》提出了流体诱导振动的利用。但是这种利用仅仅是很少的部分。总的说来，国内的有关流体诱导振动的理论研究是落后于国外的。
3. 研究的基本内容与计划
内容：
1、介绍钢制管壳式换热器结构特点和应用情况、换热器失效的主要原因、管束振动的主要原因和防止措施，指出开展本研究工作的必要性和重要性；
2、基于gb151，应用vb软件编制软件，包含计算管束卡曼漩涡诱导振动、紊流抖动、声学驻波等频率、管束的固有频率、管束振动判断；
4. 研究创新点
无
