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热风炉管路模型共振与极限共振的频谱特征

邢桂菊 , 武永刚

物理测试

以高炉热风炉输入管路为背景，按1:120比例建立了有多个90°转弯和一个文氏管的水力模型，考察了不同入口流速激励下管路共振和极限共振时频率与功率谱特征，得到了极限共振时主要频率的功率值是共振时的上千倍及是非共振时上万倍的测量结果，以及共振、极限共振的主频幅值与管流速呈e指数变化规律。指出当主频幅值在能级跃迁以下的共振是可以控制和利用的，而当主频幅值出现能级跃迁的极限共振会对工业管路造成致命的破坏。同时利用CCD系统观察了管路激振区域内流体漩涡结构的急剧变化，流动显示证明，加大管流入口流速，促使管内湍流激化，而湍流中漩涡的生成和脱落是诱发共振及达到极限共振的主要因素。

关键词: 流动诱导振动 , extreme resonance , frequency spectra , vortex , energy levels transition