換熱器是量大面廣的通用設備,其性能的每一分提升都意味著巨大的經濟效益和社會效益。換熱器內流體誘導振動是長期以來一直未能得到很好解決的難題。傳統(tǒng)的換熱器設計中,往往是通過增加剛性約束解決流體誘導振動引起的元件損壞。然而,振動能夠強化傳熱的效果早在上世紀六十年代就有相應的實驗論證,并且引起廣泛關注。隨著浮動盤管等利用流體誘導振動強化傳熱的元件的提出和利用,在換熱器內有效地利用振動,化害為利成為現實。本文對處于一定的流體域內的盤管進行了受力分析,理論上研究了流體阻尼和結構阻尼對盤管振動影響,推導了盤管在流場阻尼和結構阻尼影響下的振動方程;針對盤管的濕模態(tài)振動特性,通過附加質量系數表達了流場阻尼對盤管振動的影響。對盤管進行了數值模擬分析,通過振動模態(tài)錘擊實驗得到盤管元件的固有模態(tài)特性,驗證了數值模擬結果的正確性。進一步通過數值模擬分析了流場環(huán)境對盤管元件的濕模態(tài)頻率的影響,并對盤管濕模態(tài)特性對換熱性能的影響進行實驗研究。盤管在流場中振動時附加質量的存在使盤管的濕模態(tài)頻率較其固有頻率產生一定程度的下降;流場的黏度對盤管的濕模態(tài)頻率影響較大,黏度的增加會使?jié)衲B(tài)頻率下降;盤管受流場附加質量越大換熱... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

管內流誘導振動

體力學與固體力學的跨學科研宄領域ｔｍ，在工程實際中，存在大量的流體誘導振??動的耦合現象。例如，大壩與蓄水的耦合作用、樓宇迎風載荷耦合振動問題、船??舶受海浪作用的振動問題、高速運行的列車受來流空氣的氣動彈性問題、血液脈??動與血管局部擴張之間的相互作用、換熱器內的流體誘導振動問題等。流體與固??體相互耦合作用力的存在，使單一問題變得復雜。近年來，國內外學者對流體誘??導振動進行了深入探索［１４４８］。??換熱器內流體誘導振動有管內流體誘導振動和管外流體誘導振動。管內流體??誘導振動是指管內流體沿管內結構軸向流動，如圖Ｍ所示。管內流體誘導振動??問題多存在于建筑結構的頂管施工［１３］以及海洋輸液立管［１４］中。管外流體誘導振??動更為復雜，當管束或單管為直管時，根據流體來流方向可分為橫掠和沿程流動??兩類，如圖１－２和圖１－３所示。一般來說，管外流體沿程流動誘導振動與管內流??體誘導振動形式與機理相近［１５，１６］；流體橫掠流動誘導振動的機理主要分為三種：??漩渦脫落、紊流抖振和流體彈性激振。當流體為氣體時，聲共振會成為誘導振動??的主要形成機理［１７］。??

勵頻率特性；研宄了浮動盤管在殼程和管程流體誘導下的振動響應和管束的剛度、??質量比等參數對流體誘導振動響應的影響；分析了浮動盤管在不同振動參數下的??應力分布特性，建立計算模型，預測浮動盤管的疲勞壽命；對浮動盤管在恒熱流??及相關工況的換熱性能進行了分析。??１．４論文研究思路及主要內容??在管殼式換熱器內，盤管作為傳熱元件，利用流體誘導振動實現強化傳熱??的方式在集中供熱領域己經得到了一定的應用，為流體誘導振動強化傳熱新技??術與方法的發(fā)展拓展了思路。??盤管振動特性由系統(tǒng)阻尼控制，主要來自流場阻尼與結構阻尼。系統(tǒng)阻尼直??接影響彈性元件的振動特性，當元件的材料、幾何尺寸、結構形式確定后，其約??束方式的不同、流體物性的變化也會對彈性元件的振動特性產生相應的影響，進??而影響其傳熱特性。基于以上分析，本文的研究思路如圖１－５所示。??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2902059