本文關(guān)鍵詞：一種熱交換器的設(shè)計及在低溫下的可靠性研究

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【摘要】：隨著國家對于航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大力支持,越來越多的連續(xù)式跨聲速換熱器被應(yīng)用到或民用或軍事的用途中。由于我國在低溫高雷諾數(shù)換熱器方面發(fā)展比國外同行業(yè)至少晚起步30年,所以在很多特殊用途的換熱器生產(chǎn)技術(shù)上存在許多需要改進和研究的地方�？缏曀贀Q熱器的特點就是在即有0≤Ma≤1又有Ma≥1的試驗段氣流中進行熱量交換。一旦確定芯體便可進行相應(yīng)工況點的熱工計算,算出主換熱器的總換熱面積、總迎風(fēng)面積、水側(cè)總壓降、水冷系統(tǒng)的總換熱量等參數(shù)條件,為換熱器的選型配套做好技術(shù)支持。換熱器會受到管內(nèi)水流或管外的空氣的劇烈流動而產(chǎn)生局部的振動現(xiàn)象,如果不加以重視分析,會造成振動破壞,嚴(yán)重會降低換熱器的換熱效率,甚至是泄漏的發(fā)生。因此通過之前所設(shè)計出的換熱器,重點理論計算了換熱管管束間的動態(tài)特性以及固有頻率,研究其振動機理,做好防振措施。本文所設(shè)計的換熱器除了要滿足常溫條件下的換熱工作,還需要放置在特殊的低溫工況(90K)下,經(jīng)受住超低溫的嚴(yán)寒環(huán)境。因此著重對芯體的管片連接方式和焊接工藝進行重點實驗論證,這對于換熱器能否在超低溫環(huán)境下不發(fā)生韌脆以及應(yīng)力變形是至關(guān)重要的。
【關(guān)鍵詞】：熱交換器 跨聲速 低溫焊接 熱工計算
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172;V211.74
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 國內(nèi)外風(fēng)洞的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2 熱交換器及其水冷系統(tǒng)在風(fēng)洞系統(tǒng)中的應(yīng)用11
• 1.3 低溫環(huán)境下芯體對熱交換器的影響11-12
• 1.4 本論文的意義及研究內(nèi)容12-16
• 第二章 熱交換器的總體設(shè)計思路16-20
• 2.1 熱交換器總體設(shè)計原則16
• 2.2 熱交換器總體設(shè)計思路16-20
• 2.2.1 主、輔換熱器的設(shè)計16-17
• 2.2.2 熱交換器冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計17-18
• 2.2.3 自動控制設(shè)計思路18-20
• 第三章 熱交換器的主換熱器設(shè)計方案20-36
• 3.1 主換熱器的計算條件20-22
• 3.1.1 廠區(qū)自然條件20
• 3.1.2 現(xiàn)場工程條件20
• 3.1.3 主換熱器運行頻度20-21
• 3.1.4 主換熱器的詳細設(shè)計條件21-22
• 3.2 管片形式的選擇22-25
• 3.2.1 翅片管的定義23-24
• 3.2.2 雙金屬翅片管的特點24-25
• 3.3 主換熱器的熱工計算25-30
• 3.3.1 換熱管束排列方式的選擇28
• 3.3.2 換熱面積計算28-30
• 3.4 主換熱器水側(cè)壓降的計算30-32
• 3.4.1 沿程阻力30-31
• 3.4.2 局部阻力31-32
• 3.5 主換熱器設(shè)計要求及技術(shù)性能32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-36
• 第四章 熱交換器的水冷系統(tǒng)設(shè)計36-54
• 4.1 概述36
• 4.2 工藝流程及系統(tǒng)簡介36-43
• 4.2.1 閉式循環(huán)工藝流程37-38
• 4.2.3 閉式冷卻塔38-43
• 4.3 水冷系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)43-44
• 4.4 冷卻設(shè)計參數(shù)44
• 4.4.1 氣象參數(shù)44
• 4.4.2 設(shè)計參數(shù)44
• 4.5 閉式冷卻塔設(shè)計條件44-50
• 4.5.1 閉式冷卻塔設(shè)計條件44-45
• 4.5.2 熱負荷計算45-46
• 4.5.3 傳熱過程計算46-50
• 4.6 開式冷卻塔50-52
• 4.6.1 開式冷卻塔選用優(yōu)點50-51
• 4.6.2 開式冷卻塔選用要求51
• 4.6.3 開式冷卻塔容量選擇51-52
• 4.7 本章小結(jié)52-54
• 第五章 熱交換器的振動性計算54-66
• 5.1 熱交換器的振動機理分析54-59
• 5.1.1 振動機理55-56
• 5.1.2 彈性支撐對換熱管管束動態(tài)特性的影響分析56
• 5.1.3 結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的有限元分析56-57
• 5.1.4 具有內(nèi)流換熱管的動態(tài)特性分析57-59
• 5.2 流動誘發(fā)振動的計算59-65
• 5.2.1 卡門旋渦頻率59-60
• 5.2.2 紊流抖振主頻率60-61
• 5.2.3 聲學(xué)駐波頻率61
• 5.2.4 聲速61-62
• 5.2.5 聲頻62
• 5.2.6 臨界橫流速度62-63
• 5.2.7 換熱管的固有頻率63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第六章 芯體管片在低溫環(huán)境下的可靠性試驗66-72
• 6.1 實驗器件66-67
• 6.1.1 試驗樣件66
• 6.1.2 試驗設(shè)備66-67
• 6.2 實驗研究對象67-68
• 6.2.1 脹管67
• 6.2.2 釬焊67
• 6.2.3 低溫焊接67-68
• 6.3 管片在低溫工況下的實驗方法68
• 6.4 實驗預(yù)期結(jié)果68-70
• 6.4.1 溫度對于連接強度的影響68-69
• 6.4.2 熱交變換對于連接強度的影響69-70
• 6.5 本章小結(jié)70-72
• 第七章 全文總結(jié)72-74
• 7.1 結(jié)論72
• 7.2 創(chuàng)新點72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-82
• 附錄82

【參考文獻】

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本文編號：550900