换热器管排表面多极子声散射场模态研究

各种换热器管（整体轧翅片管），该产品广泛应用于：石化、电厂及电厂改造、空调制冷、锅炉、管式省煤器和空气预热器等行业。
   近年来，随着电子技术和计算机技术的迅速发展，现代声学技术因其优越的机理优势,在炉内各种物理量场的状态监测、故障诊断和促进炉内高效、洁净燃烧等技术领域中日渐应用[1-3]。如：炉内声学测温、炉内声学测流和烟气颗粒相密度测量、锅炉“爆管”早期声检测等技术，以及声波除灰、声波助燃与洁净燃烧和声波强化传热等技术。然而，这些技术所依赖的“炉内声传播与声作用特性”等应用基础研究一直没有得到很好的开展，在较大程度上阻碍了这些技术的进一步发展。
     D. Firth 和 X.Y. Huang 等人[4-5]针对核电机组研究了水中换热器管阵列的声散射问题，得出了水中管阵列的声波传输特性以及管壁的声共振频率分布。文献[6-8]针对火电机组研究了空气中换热器管阵列的声散射问题，给出了管壁声共振频率的模态分布，并与水中管阵列的计算结果进行了对比，找出火电机组换热器管阵列的声共振频率特征。本文利用 Helmholtz 积分方程，进一步研究了火电机组换热器管排阵列中管壁表面的声场分布计算模型，并利用该模型数值计算了不同声波频率和不同管道间距对管壁表面声场模态的影响，得出了管道壁面散射声场的频率响应存在尖锐的峰值特征，揭示了该特征的物理机理是由于多管散射而产生的相互干涉，讨论了声波频率和管排结构对干涉加强条件的