電站鍋爐內(nèi)換熱器管陣列的聲傳播特性.pdf

1、本文基于聲子晶體理論的研究方法對電站鍋爐內(nèi)換熱器管陣列的聲傳播特性進(jìn)行研究。爐內(nèi)換熱器的周期性管排陣列構(gòu)成類似聲子晶體的結(jié)構(gòu),其聲傳播特性對于鍋爐管道泄漏聲檢測、聲波除灰、以及管陣列周圍溫度場和流場的聲學(xué)測量具有重要的實(shí)際意義和理論價(jià)值。本文中采用平面波展開法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到管陣列的彈性波帶隙圖即其能帶結(jié)構(gòu),同時(shí)采用comsol軟件對其傳聲特性進(jìn)行驗(yàn)證。通過設(shè)定管陣列的縱向節(jié)距、橫向節(jié)距和管徑大小等幾何參數(shù),采用matlab計(jì)算得到聲

2、音通過管陣列后的彈性波帶隙圖,并通過comsol進(jìn)行模擬驗(yàn)證,從而得出爐內(nèi)管陣列對聲波傳遞的影響,對電站鍋爐內(nèi)的聲信號處理提供新的思路與方法。
　　計(jì)算中選用平波展開法得到管陣列的聲波帶隙圖,對于聲子晶體的聲透射性,我們采用時(shí)域有限差分方法以及有限元仿真計(jì)算。
　　我們參照省煤器參數(shù):外徑為d(28～51) mm的鋼管,橫向節(jié)距s1(2～3)d,縱向節(jié)距一般選取s2(1.5~2)d。選取d=40mm和晶格常數(shù)為80mm的順排

3、和錯(cuò)排管陣列,在常溫和1370℃時(shí)的情況進(jìn)行計(jì)算和仿真,得到的計(jì)算和仿真結(jié)果吻合很好。在不同溫度下聲音的透射頻段會(huì)發(fā)生變化,這是由于溫度變化導(dǎo)致管陣列所處環(huán)境的密度和聲速發(fā)生變化引起的。同時(shí)選取實(shí)際管陣列參數(shù)進(jìn)行計(jì)算仿真:a=334mm,b=125mm,管徑64mm;并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)中選取參數(shù)為:a=40mm,b=40mm或100mm,管徑20mm。對不同層數(shù)的管陣列的聲透射性能進(jìn)行比較,得到不同管排數(shù)目對聲傳播的影響,對于定位