تیوبها انعطاف پذیرترین قسمت از مبدلهای حرارتی هستند و متعاقبا بیشترین آسیب پذیری را در مقابل ارتعشات ناشی از عبور سیال، دارند. تیوب های مبدل حرارتی اغلب ارتعاش میکنند اما چنان فرکانس پایینی دارند که آسیبی را ایجاد نمیکنند. هنگامیکه فرکانس ارتعاشات تیوب قابل توجه میشود احتمال خطر نیز زیاد میگردد.کمترین فرکانسی که در آن تیوب ها ارتعاش میکنند “فرکانس طبیعی ذاتی” نامیده میشود. فرکانس طبیعی های بالاتر با عنوان “مود دوم” ، “سوم” و به همین ترتیب نامگذاری میشوند. فرکانس طبیعی ذاتی تیوب بسیار در طراحی مبدلهای حرارتی مورد توجه قرار میگیرد و عامل نگرانی طراحان میباشد زیرا رسیدن فرکانس ارتعاشات به “فرکانس طبیعی تیوب” حتی برای چند ثانیه، منجر به از هم پاشیدن ساختار مبدل حرارتی میگردد.
فرکانس طبیعی تیوب ها بستگی به موارد زیر دارد :
روشی که تیوبها داخل تیوب شیت فیکس شده اند. ( یا حمایت شده اند )ماهیت ساپورتهای میانیطول حمایت نشده ی تیوبها (مقداری از طول تیوب که تحت حمایت یک ساپورت نباشد )تعداد فواصل حمایت نشده تیوبهاجنس و ضخامت ( یا قطر خارجی) تیوب هامبدلهای پوسته و لوله معمولی که دارای بافل از نوع ورق میباشند، به صورت عادی توسط تیوب شیت و بافلها تحت حمایت قرار دارند.چون اولین و آخرین فضای بافل بزرگتر از فواصل مرکزی هستند ، به منظور دسترسی به نازلهای ورودی و خروجی طول ساپورت نشده در طول تیوب ها تغییر میکند و در نواحی ورودی و خروجی بزرگترین طول را دارد.تعیین فرکانس طبیعی تیوب حمایت شده در طولهای مختلف مقداری پیچیده است.
یکی از متدهایی که دقت کمتری دارد، اما هنوز برای مقاصد مهندسی دقت خوبی دارد، توسط آقای Macduff و Felgar ارایه شده است که فرض میکند تمامی نواحی ساپورت نشده طول یکسانی دارند. از این روش میتوان برای تحلیل انواع مختلف ساپورتهای میانی و انتهایی استفاده کرد.یکی از روشهای کنترل و میرا کردن ارتعاشات ، استفاده از بیلوز( Bellows ) در مبدل های پوسته ولوله می باشد که به طور مفصل در پستهای بعدی به این موضوع خواهیم پرداخت .
ادامه دارد……