国内外新闻报道某几座大桥发生较大振幅的振动，引起不小的影响。浙江至德钢业有限公司技术人员分析大桥之所以振动，是因为流体力学中的涡激导致，即当流体绕过物体时，在表面附近出现与主流方向相反的回流，连续流动则会产生周期性的脱离，从而对物体形成周期性地激励。当脱离频率与物体固有频率接近时，将引发物体发生共振。在管道设计中易产生涡激振动的情况较多，例如：换热器管束、温度计外保护套管、均速流量计插入管、放空管道、蒸汽凝结水管道、火炬管道、阀门内件、管道分支、管道弯头等位置。笔者在某厂遇到某均速流量计插入管因涡激振动引起连接件位置管道泄漏，如图1.1.7所示。对于涡激振动，首要确定涡激频率，并使管道配管结构固有频率避开涡激频率。下面以流量计插入管为例简要讲述。
1. 涡激频率的计算
管内流体流过流量计插入管时，会形成两列几乎稳定的、非对称的、交替脱落的、旋转方向相反的涡流（即卡门涡街），从而产生周期性变化的沿流动方向及垂直流动方向的力作用到流量计插入管。当涡脱频率与流量计插入管固有频率接近时，则引起流量计插入管共振，严重时导致疲劳断裂，如图1.1.8所示。
流量计插入管涡激频率可按式（1.1.1）估算：
当黏度不确定时，斯特劳哈尔数Sr近似选取0.22。
2. 流量计插入管固有频率计算
流量计插入管固有频率计算，见式（1.1.4）和图1.1.9。
对于直形插入管，Da为插入管直径；对于锥形插入管，Da=(A+B)/2；对于阶梯形插入管，Da=A。
初步计算插入管固有频率后，再考虑形状、介质、质量、安装等修正系数，最终确定安装状态下套管的固有频率。
3．频率校核
在进行校核时，至少要保证涡激频率与套管固有频率错开20％。由于流动方向的激励频率和垂直流动方向的激励频率不同，校核时两个方向的频率均应考虑，即介质流速要避开图1.1.10中灰色部分的流速。在进行涡激频率计算时，除了考虑正常操作工况的介质流速外，还应考虑可能存在的超出正常操作工况流速的情况，如启机、停机和压力泄放等工况。
4．涡激振动工况管道器材选用设计要点
a. 接头连接件的选用。如图1.1.11所示，接头连接件的选用错误在工程设计中经常发生。有的工程管道专业把仪表连接件选用的分工划给仪表专业，因这种仪表经常用不锈钢的，如果管道为碳钢的，因专业分工不清楚，造成施工现场不锈钢与碳钢直接焊接，虽然有异种钢焊接方法，但是在施工现场较难保证质量。这种情况常应按照图1.1.11（g）、（f）选用，用法兰过渡连接。
b. 为了避免套管产生共振，需要尽可能提高套管固有频率或降低涡激频率。
①. 减小插入管长度
根据插入管固有频率计算公式可知，插入管固有频率与长度L的平方成反比。因此，在保证测量精度的前提下，减小L可以有效提高插入管固有频率。
②. 增大插入管支撑处直径
增大插入管支撑处直径A也会提高固有频率，采用锥形插人管和阶梯形插人管通常优于直形插入管。
③. 降低流速
涡激频率与介质流速成正比关系，在工况允许的条件下，降低流速可以有效降低涡激频率，从而避免插入管共振。
④. 安装位置
为了避免不稳定流的耦合，插入管安装应避开阀门、三通、孔板等附近位置。
⑤. 设置支撑圈
有的工程直接在主管上开孔，未设置管接头就把仪表连接件插入并焊接，造成了事故隐患，除了这种流量计插管，还有温度计插管等类似情况，连接件可设置支撑圈、补强板或采用其他形式的支撑。支撑圈与插入管之间的间隙充满黏性流体会显著增加阻尼，从而抑制插入管的共振。
管道器材选用需要参考的配管设计、管道应力分析内容见《工业管道配管设计与工程应用》《管道应力分析与工程应用》的详细讲述。
