劳星胜，彭 旭，姚世卫

(热能动力技术重点实验室，武汉第二船舶设计研究所，武汉，430064)

冷凝器是循环水系统中重要的振动与声传递部件，由循环水泵激励的管路振动和流噪声经过冷凝器向下游管路传递，冷凝器内乏汽和凝水的脉动通过换热管传递至管内冷却水引起循环水管内压力脉动的变化，影响循环水管内流噪声的传递。

管壳式冷凝器内的流体激励振动研究已广泛开展，这些研究主要用于指导换热器结构设计[1–2]，防止受到流体诱导振动的破坏，也有一部分研究提出了利用流体诱导振动提高换热系数实现强化传热[3–4]，当前有关冷凝器管路系统振动和声传递的研究尚不多见。

本文通过流固耦合计算分析了冷凝器壳侧流体激励引起的换热管内冷却水脉动压力变化规律，建立蒸汽冷凝器试验系统，进行了不同工况下的振动和流噪声测试，验证了声传递损失计算结果，阐明了部分冷凝器管路系统振动与声传递机制。

1 流体脉动的传递

1.1 控制方程

1.1.1 换热管内外流体动力学方程

换热管外流体绕柱流动产生的升力和阻力可能激励换热管产生振动，根据文献[5]，换热管内外的流体动力学方程描述如下

以上式中ρ为流体密度，t为时间坐标，xi为i方向空间坐标，ui为i方向速度，τij为亚格子湍流应力，μ为流体粘性系数，fˉ为大尺度量，f为小尺度量,G(x,x′) 为高斯滤波函数，且有

1.1.2 换热管绕流激励升、阻力

柱体表面各测点的稳态压力系数为

柱体表面各测点的脉动压力系数为