發(fā)布時(shí)間：2023-02-10 18:13

　　換熱器作為流體傳輸和熱量傳遞的設(shè)備,在工業(yè)生產(chǎn)中比較普及且占據(jù)較高比重。換熱性能和使用壽命是直接影響換熱使用效率和安全運(yùn)行的重要因素。彈性管束換熱器的工作原理是利用流體誘導(dǎo)管束振動(dòng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱。然而,振動(dòng)疲勞破壞是設(shè)備有效工作中一直面臨的問題。因此,采用合理的方法誘導(dǎo)并激發(fā)管束振動(dòng)對(duì)實(shí)現(xiàn)換熱器安全運(yùn)行十分重要。本文針對(duì)單排平面彈性管束,同時(shí)結(jié)合仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的方法,分析了管內(nèi)流體誘導(dǎo)管束振動(dòng)的響應(yīng),研究了管內(nèi)脈動(dòng)流誘導(dǎo)管束振動(dòng)條件下管束的換熱性能。研究成果將對(duì)平面彈性管束的制造和安全使用提供一定的理論指導(dǎo)。本文的主要研究工作如下:(1)運(yùn)用ANSYS Workbench軟件,建立了不同結(jié)構(gòu)形狀的繞流體的繞流特性的仿真分析模型,比較分析了各繞流體產(chǎn)生的脈動(dòng)流強(qiáng)度;分析了等邊三角柱繞流時(shí)在不同特征尺寸時(shí)所產(chǎn)生的脈動(dòng)流特性。研究表明,三角柱繞流體相對(duì)圓柱和方柱來說,其綜合性能較好,且等邊三角柱在不同結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)所產(chǎn)生的脈動(dòng)流頻率是不同的。(2)基于有限元方法建立了平面彈性管束管內(nèi)流體誘導(dǎo)振動(dòng)的仿真計(jì)算模型。分析了在管內(nèi)有、無充液條件下管束的固有特性,分析了在管內(nèi)有、無脈動(dòng)流條件下流體誘導(dǎo)管束的...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 振動(dòng)強(qiáng)化換熱研究現(xiàn)狀
        1.2.1 強(qiáng)化換熱技術(shù)
        1.2.2 強(qiáng)化換熱評(píng)價(jià)準(zhǔn)則
        1.2.3 振動(dòng)強(qiáng)化換熱
    1.3 流體誘導(dǎo)振動(dòng)強(qiáng)化換熱的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 流體誘導(dǎo)振動(dòng)
        1.3.2 流固耦合研究
        1.3.3 流體誘導(dǎo)振動(dòng)強(qiáng)化換熱
    1.4 脈動(dòng)流發(fā)生元件研究現(xiàn)狀
        1.4.1 脈動(dòng)源研究進(jìn)展
        1.4.2 脈動(dòng)流發(fā)生元件
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 脈動(dòng)流發(fā)生元件的設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 繞流體結(jié)構(gòu)形狀的選取
        2.2.1 繞流元件幾何模型
        2.2.2 不同繞流元件的脈動(dòng)流分析
    2.3 三角柱尺寸的選取
    2.4 本章小結(jié)
第3章 管內(nèi)脈動(dòng)流誘導(dǎo)平面彈性管束振動(dòng)響應(yīng)的數(shù)值分析
    3.1 引言
    3.2 平面彈性管束的固有特性研究
        3.2.1 平面彈性管束幾何模型
        3.2.2 彈性管束的固有特性分析
        3.2.3 充液彈性管束的固有特性
    3.3 管內(nèi)流體誘導(dǎo)平面彈性管束振動(dòng)特性分析
        3.3.1 網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)置
        3.3.2 無繞流體時(shí)管內(nèi)流體誘導(dǎo)管束振動(dòng)分析
        3.3.3 管內(nèi)入口脈動(dòng)流誘導(dǎo)管束振動(dòng)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 管內(nèi)流體誘導(dǎo)平面彈性管束振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 管內(nèi)流體誘導(dǎo)平面彈性管束振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)
    4.3 振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
        4.3.1 彈性管束支架和底座測(cè)試分析
        4.3.2 管內(nèi)流體誘導(dǎo)管束小自由端振動(dòng)測(cè)試分析
        4.3.3 管內(nèi)脈動(dòng)流誘導(dǎo)管束小自由端振動(dòng)測(cè)試分析
        4.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果對(duì)比分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 管內(nèi)流體誘導(dǎo)平面彈性管束振動(dòng)換熱分析
    5.1 引言
    5.2 平面彈性管束截面流場(chǎng)分布
    5.3 平面彈性管束截面溫度場(chǎng)分布
    5.4 管內(nèi)脈動(dòng)流誘導(dǎo)彈性管束振動(dòng)強(qiáng)化換熱分析
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與課題
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3739666