CFB鍋爐電廠技術(shù)振動術(shù)語

CFB鍋爐電廠技術(shù)振動術(shù)語

01 共振

系統(tǒng)受外界激勵，作強(qiáng)迫振動時，若外界激勵的頻率接近于系統(tǒng)頻率，強(qiáng)迫振動的振幅可能達(dá)到非常大的值，這種現(xiàn)象叫做共振。一個系統(tǒng)有無數(shù)個固有頻率，我們常研究低范圍的系統(tǒng)頻率。共振是物理學(xué)上，一個運(yùn)用頻率非常高的專業(yè)術(shù)語。共振的定義是兩個振動頻率相同的物體，當(dāng)一個發(fā)生振動時，引起另一個物體振動的現(xiàn)象。共振在力學(xué)中亦稱“共鳴”，它指的是物體因共振而發(fā)聲的現(xiàn)象，如兩個頻率相同的音叉靠近，其中一個振動發(fā)聲時，另一個也會發(fā)聲。共振的英語是resonance，諧振與共振是同一個意思。

02 渦振

渦振是指在平均風(fēng)作用下，有繞流實(shí)腹斷面后交替脫落的渦旋引起的振動。橋梁渦振研究是空氣動力學(xué)的一個分支學(xué)科。橋梁渦振是一種兼有自激振動和強(qiáng)迫振動特性的有限振幅振動，它在一個相當(dāng)大的風(fēng)速范圍內(nèi)，可保持渦激頻率不變，產(chǎn)生一種“鎖定”(lock-on) 現(xiàn)象。

橋梁渦激共振的有限振幅計(jì)算是一個十分重要但又異常困難的問題，目前國內(nèi)外還沒有形成一套比較完整的橋梁渦振分析理論。實(shí)用上，采用一種半理論半實(shí)驗(yàn)的方法，以近似地估算渦激共振的振幅。渦振的英語是vortex-induced oscillation。

03 顫振

顫振指的是在氣動力的作用下，由于結(jié)構(gòu)本身具有彈性和慣性，流動與結(jié)構(gòu)互相耦合作用而發(fā)生的一種自激振動現(xiàn)象。抖振通常指的是由于流動本身存在分離、激波附面層干擾等非定常特性，導(dǎo)致加載在彈性結(jié)構(gòu)上的氣動力呈現(xiàn)周期性而造成的結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫響應(yīng)。也就是說在傳統(tǒng)定義下，經(jīng)典顫振是一種自激振動。除此之外，還有大攻角下的失速顫振現(xiàn)象，有的學(xué)者認(rèn)為這類存在強(qiáng)分離條件的結(jié)構(gòu)振動是顫振與抖振共存的。顫振的英語是flutter。

04 抖振

抖振在飛機(jī)中是指，在分離氣流或尾流激勵下發(fā)生的飛機(jī)部件按結(jié)構(gòu)自然頻率的振動。抖振的主要例子是飛機(jī)的尾翼抖振。當(dāng)尾翼處于機(jī)翼、機(jī)翼——機(jī)身接合部或其他部件的尾流中時，尾流中的擾動迫使尾翼作強(qiáng)烈的振動。在飛機(jī)作大迎角飛行時，特別容易發(fā)生尾翼抖振，在歷史上曾造成嚴(yán)重事故。機(jī)翼的抖振來自本身氣流的分離，在跨聲速范圍內(nèi)，激波誘發(fā)的邊界層分離則是導(dǎo)致抖振的另一重要原因。抖振限制了飛機(jī)的可用升力系數(shù)和馬赫數(shù)，防止抖振的措施通常是整流氣動外形和恰當(dāng)?shù)匕才盼惨砼c機(jī)翼和機(jī)身的相對位置。抖振是一種隨機(jī)性振動，但在頻域內(nèi)是有規(guī)則的，其功率譜的主峰值一般與一階固有頻率相對應(yīng)。

相較于顫振，抖振雖然不會立刻破壞飛行器的結(jié)構(gòu)，但是增加的結(jié)構(gòu)應(yīng)力會降低飛行器疲勞壽命。同時，抖振還會對飛行器的氣動性能、武器系統(tǒng)、機(jī)械電子儀器設(shè)備，以及乘員的舒適性等產(chǎn)生不利影響。嚴(yán)重的抖振還可能導(dǎo)致駕駛員失去操縱能力，從而危及飛行及駕駛員的安全。所以，飛行器設(shè)計(jì)都把抖振作為一個重要的因素予以考慮。抖振的英語是buffeting。

05 喘振

喘振是透平式壓縮機(jī)（也叫葉片式壓縮機(jī)）在流量減少到一定程度時，所發(fā)生的一種非正常工況下的振動。離心式壓縮機(jī)是透平式壓縮機(jī)的一種形式，喘振對于離心式壓縮機(jī)有著很嚴(yán)重的危害。喘振的產(chǎn)生與流體機(jī)械和管道的特性有關(guān)，管道系統(tǒng)的容量越大，則喘振越強(qiáng)，頻率越低。流體機(jī)械的喘振會破壞機(jī)器內(nèi)部介質(zhì)的流動規(guī)律性，產(chǎn)生機(jī)械噪聲，引起工作部件的強(qiáng)烈振動，加速軸承和密封的損壞。一旦喘振引起管道、機(jī)器及其基礎(chǔ)共振時，還會造成嚴(yán)重后果。喘振的英文是surge。

06 馳振

馳振一般發(fā)生在正方形、矩形、直角形等，復(fù)雜不規(guī)則的非流線型截面的結(jié)構(gòu)中。馳振產(chǎn)生的機(jī)理是由于升力曲線具有負(fù)斜率，使得空氣升力具有負(fù)阻尼作用，結(jié)構(gòu)能夠源源不斷地從外界吸收能量，從而形成類似顫振的發(fā)散振動現(xiàn)象。根據(jù)產(chǎn)生機(jī)理的不同，馳振可以分為尾流馳振和橫流馳振兩種。尾流馳振是由繞過前方結(jié)構(gòu)的波動性來流激發(fā)下游結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的不穩(wěn)定振動。比如說斜拉橋的拉索、懸索橋吊桿容易發(fā)生尾流馳振。橫流馳振是由升力曲線的負(fù)斜率所引起的發(fā)散性彎曲自激振動。這種負(fù)斜率使得振動過程中結(jié)構(gòu)的位移始終與空氣力的方向相一致，結(jié)構(gòu)不斷從外界吸收能量，從而形成不穩(wěn)定振動。橫流馳振一般發(fā)生在具有棱角的非流線型截面的柔性輕質(zhì)結(jié)構(gòu)中，懸吊體系橋梁結(jié)構(gòu)中的拉索和吊桿有可能發(fā)生橫流馳振。此外，對于寬高比較小的梁式鋼橋，高柔的大跨徑斜拉橋、懸索橋橋塔以及連續(xù)鋼構(gòu)橋在懸臂施工階段的主梁，都存在著發(fā)生馳振發(fā)散的可能性。馳振的英文叫galloping。

07 渦街

渦街是流體力學(xué)中重要的現(xiàn)象，在自然界中常可遇到，在一定條件下的定常來流繞過某些物體時，物體兩側(cè)會周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、排列規(guī)則的雙列線渦，經(jīng)過非線性作用后，形成卡門渦街。如水流過橋墩，風(fēng)吹過高塔、煙囪、電線等，都會形成卡門渦街。因?yàn)闇u街是由卡門提出的，所以又叫卡門渦街。中國力學(xué)性人物錢學(xué)森、郭永懷和錢偉長都在卡門實(shí)驗(yàn)室工作過。如果渦街的交替脫落頻率與物體的聲學(xué)駐波頻率相重合，還會出現(xiàn)共振。

工業(yè)上的預(yù)熱器、鍋爐等多由圓管組成，流體繞流圓管時，卡門渦街的交替脫落會引起預(yù)熱器箱中氣柱的振動，如果渦街的交替脫落頻率與物體的聲學(xué)駐波頻率相重合，就會引發(fā)聲學(xué)共振，使管箱激烈振動，嚴(yán)重時，預(yù)熱器管箱振鼓錯開，甚至破裂。如果改變管箱和氣體的固有頻率，使之與卡門渦街的脫落頻率錯開，避免發(fā)生共振，則可防止設(shè)備的破壞。渦街英語是Vortex Street。