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)測量具有重要的實際意義和理論價值。本文中采用平面波展開法進(jìn)行數(shù)值計算,得到管陣列的彈性波帶隙圖即其能帶結(jié)構(gòu),同時采用comsol軟件對其傳聲特性進(jìn)行驗證。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,我們采用時域有限差分方法以及有限元仿真計算。
　　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、和錯排管陣列,在常溫和1370℃時的情況進(jìn)行計算和仿真,得到的計算和仿真結(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。同時選取實際管陣列參數(shù)進(jìn)行計算仿真:a=334mm,b=125mm,管徑64mm;并通過實驗進(jìn)行驗證,實驗中選取參數(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