本文關(guān)鍵詞：脈動(dòng)流誘導(dǎo)單排彈性管束振動(dòng)及換熱研究

  更多相關(guān)文章： 彈性管束 流體誘導(dǎo)振動(dòng) 振動(dòng)強(qiáng)化換熱 疲勞強(qiáng)度

【摘要】：流體誘導(dǎo)振動(dòng)作為一種新型強(qiáng)化換熱技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合強(qiáng)化換熱。彈性管束換熱器可以利用流體誘導(dǎo)振動(dòng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱。因?yàn)閺椥怨苁且环N復(fù)合曲梁結(jié)構(gòu),與彈簧的振動(dòng)特性近似,不同流體激勵(lì)彈性管束時(shí),管束的振動(dòng)及換熱特性差別很大,研究不同流體作用下彈性管束的振動(dòng)及換熱特性可以使管束更好的振動(dòng)強(qiáng)化換熱。本文對(duì)不同流體激勵(lì)單排彈性管束的振動(dòng)及換熱特性進(jìn)行仿真分析,并對(duì)不同流體激勵(lì)下管束的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行分析,為管束在滿足疲勞強(qiáng)度的前提下更好的強(qiáng)化換熱提供了一定的理論基礎(chǔ),并為研究多排彈性管束的振動(dòng)及換熱特性提供了方法及基礎(chǔ)。本文的主要工作如下：分別以平面彈性管束和錐螺旋管束為研究對(duì)象,建立了兩種彈性管束有限元模型,利用workbench對(duì)彈性管束的固有振動(dòng)特性進(jìn)行分析,得到了彈性管束的固有頻率及振型,為研究彈性管束固有振型對(duì)管束換熱特性的影響提供基礎(chǔ)。建立了單排彈性管束換熱器有限元模型,利用殼程內(nèi)脈動(dòng)流激勵(lì)彈性管束振動(dòng),分別得到兩種管束固有振型對(duì)管束換熱的影響規(guī)律,并對(duì)兩種不同結(jié)構(gòu)的彈性管束固有振型對(duì)管束換熱的影響進(jìn)行比較,得到了不同結(jié)構(gòu)彈性管束對(duì)管束換熱的影響規(guī)律。針對(duì)換熱器內(nèi)殼程流場(chǎng)與脈動(dòng)流場(chǎng)的耦合作用,建立了彈性管束換熱器內(nèi)耦合流場(chǎng)有限元模型。利用cfx進(jìn)行仿真計(jì)算,比較了不同脈動(dòng)流幅值,頻率及殼程流速對(duì)換熱器內(nèi)耦合流速的影響,得到了換熱器內(nèi)不同位置的速度變化情況,為彈性管束的位置分布提供了一定的理論基礎(chǔ)。在研究換熱器內(nèi)殼程與脈動(dòng)流耦合流場(chǎng)的基礎(chǔ)上,研究了耦合流場(chǎng)對(duì)平面彈性管束的振動(dòng)及換熱特性的影響。并分析比較了殼程流場(chǎng)、脈動(dòng)流場(chǎng)分別激勵(lì)平面彈性管束時(shí)管束的振動(dòng)及換熱特性。結(jié)果表明,耦合流場(chǎng)能更好的激勵(lì)管束振動(dòng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱。通過改變脈動(dòng)流參數(shù),得到了不同脈動(dòng)流頻率、振幅激勵(lì)下管束的振動(dòng)及換熱特性；分析研究了脈動(dòng)流以不同方向、不同位置激勵(lì)彈性管束時(shí),彈性管束的振動(dòng)及換熱特性的變化規(guī)律,為脈動(dòng)流參數(shù)的選擇提供一定的依據(jù)。利用workbench對(duì)彈性管束的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了分析,得到了彈性管束產(chǎn)生疲勞破壞時(shí)的流體速度,即管束疲勞破壞的臨界流場(chǎng)速度,可以作為彈性管束換熱器工作參數(shù)選擇的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：彈性管束 流體誘導(dǎo)振動(dòng) 振動(dòng)強(qiáng)化換熱 疲勞強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK172
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 振動(dòng)強(qiáng)化換熱技術(shù)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 彈性管束結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.2 流體誘導(dǎo)彈性管束振動(dòng)強(qiáng)化換熱研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 脈動(dòng)流誘導(dǎo)管束振動(dòng)強(qiáng)化換熱技術(shù)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 流體誘導(dǎo)彈性管束疲勞強(qiáng)度評(píng)價(jià)18-19
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 換熱器內(nèi)彈性管束固有振型對(duì)換熱特性的影響20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 彈性管束固有特性分析20-24
• 2.2.1 彈性管束結(jié)構(gòu)及有限元模型20-22
• 2.2.2 計(jì)算結(jié)果分析22-24
• 2.3 彈性管束固有振型對(duì)換熱性能的影響24-30
• 2.3.1 換熱器單排彈性管束有限元模型24-25
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分及流體邊界條件25-26
• 2.3.3 彈性管束固有振型對(duì)換熱影響數(shù)值分析26-30
• 2.3.3.1 平面彈性管束固有振型對(duì)換熱性能的影響27-28
• 2.3.3.2 錐螺旋管束固有振型對(duì)換熱性能的影響28-29
• 2.3.3.3 兩種管束對(duì)換熱特性影響仿真結(jié)果對(duì)比29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第3章 脈動(dòng)流與殼程流場(chǎng)耦合分析32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 耦合流場(chǎng)有限元模型及邊界條件32-33
• 3.2.1 耦合流場(chǎng)有限元模型32-33
• 3.2.2 邊界條件33
• 3.3 計(jì)算結(jié)果分析33-43
• 3.3.1 脈動(dòng)流頻率對(duì)耦合流場(chǎng)的影響34-37
• 3.3.2 脈動(dòng)流幅值對(duì)耦合流場(chǎng)的影響37-40
• 3.3.3 殼程流速對(duì)耦合流場(chǎng)的影響40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 脈動(dòng)流激勵(lì)平面彈性管束振動(dòng)及換熱特性分析44-64
• 4.1 引言44
• 4.2 不同流場(chǎng)激勵(lì)彈性管束振動(dòng)及換熱特性比較44-54
• 4.2.1 單排彈性管束換熱器結(jié)構(gòu)示意圖44-45
• 4.2.2 邊界條件設(shè)置45
• 4.2.3 計(jì)算結(jié)果分析45-54
• 4.2.3.1 殼程流場(chǎng)激勵(lì)彈性管束的振動(dòng)及換熱特性45-46
• 4.2.3.2 脈動(dòng)流場(chǎng)激勵(lì)彈性管束的振動(dòng)及換熱特性46-50
• 4.2.3.3 耦合流場(chǎng)激勵(lì)彈性管束的振動(dòng)及換熱特性50-54
• 4.3 脈動(dòng)流幅值對(duì)彈性管束振動(dòng)及換熱特性的影響54-56
• 4.3.1 脈動(dòng)流幅值變化換熱器有限元模型及邊界條件54
• 4.3.2 脈動(dòng)流幅值對(duì)彈性管束振動(dòng)及換熱特性影響仿真結(jié)果分析54-56
• 4.4 脈動(dòng)流激勵(lì)位置對(duì)彈性管束振動(dòng)及換熱特性的影響56-59
• 4.4.1 脈動(dòng)流激勵(lì)彈性管束不同位置換熱器有限元模型56
• 4.4.2 脈動(dòng)流激勵(lì)位置對(duì)彈性管束振動(dòng)及換熱特性影響仿真結(jié)果分析56-59
• 4.5 脈動(dòng)流激勵(lì)方向?qū)苁駝?dòng)及換熱特性的影響59-61
• 4.5.1 脈動(dòng)流激勵(lì)方向變化換熱器有限元模型59
• 4.5.2 脈動(dòng)流激勵(lì)方向?qū)苁駝?dòng)及換熱特性影響仿真結(jié)果分析59-61
• 4.6 本章小結(jié)61-64
• 第5章 流體誘導(dǎo)平面彈性管束振動(dòng)疲勞強(qiáng)度分析64-70
• 5.1 引言64
• 5.2 流體激勵(lì)彈性管束振動(dòng)的應(yīng)力分析64-65
• 5.3 管束產(chǎn)生疲勞破壞時(shí)流體臨界速度65-68
• 5.3.1 管束產(chǎn)生疲勞破壞時(shí)耦合流場(chǎng)臨界速度66-67
• 5.3.2 管束產(chǎn)生疲勞破壞時(shí)殼程流場(chǎng)臨界速度67-68
• 5.4 小結(jié)68-70
• 結(jié)論70-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文、參加的課題78-80
• 致謝80-81
• 附件81

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1 嚴(yán)宗毅;;窄縮渠道中的脈動(dòng)流[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);1992年04期

2 王興才;脈動(dòng)流量計(jì)量檢測(cè)的探討[J];航空計(jì)測(cè)技術(shù);1994年04期

3 喬愛科,伍時(shí)桂,劉有軍;彎曲動(dòng)脈內(nèi)脈動(dòng)流的有限元分析[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2001年02期

4 謝俊祥;;通過動(dòng)脈分支點(diǎn)模型的脈動(dòng)流中的渦流[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);1989年01期

5 趙宗艾,姜濤,魯淑群,王淑娥;流體脈動(dòng)流強(qiáng)化微濾過程的研究[J];化工機(jī)械;1998年05期

6 蔡亦鋼,劉小平,段小中,盛敬超;新原理脈動(dòng)流量信號(hào)發(fā)生器及其試驗(yàn)研究[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1990年01期

7 董峰,徐苓安,楊克家,李硯青,俞京,周國(guó)志;脈動(dòng)流條件下煤氣計(jì)量的誤差估計(jì)[J];煤氣與熱力;1998年01期

8 吳峰;王秋旺;王令;王剛;黃軍;黃彥平;;脈動(dòng)流通道內(nèi)帶縱向渦發(fā)生器動(dòng)態(tài)特性研究[J];核動(dòng)力工程;2007年01期

9 孫東寧,吳望一;低頻交變磁場(chǎng)對(duì)于剛性直圓管中脈動(dòng)流的影響[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);1997年02期

10 金基鐸;梁峰;楊曉東;張宇飛;;實(shí)驗(yàn)分析兩端支承管道的參數(shù)共振[J];中國(guó)機(jī)械工程;2008年05期

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1 周永源;張東興;韓鐵;;脈動(dòng)流誘發(fā)固—固界面分離的力學(xué)分析[A];第十屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ卷[C];2001年

2 郝敬堯;錢民全;;脈動(dòng)流模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)[A];全國(guó)第一屆生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];1981年

3 柳兆榮;滕忠照;;血液脈動(dòng)流與血管應(yīng)力和重建[A];第十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];2000年

4 金基鐸;梁峰;張宇飛;楊曉東;;管道參數(shù)共振的實(shí)驗(yàn)分析[A];第十一屆全國(guó)非線性振動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第八屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

5 韓鐵;;脈動(dòng)流對(duì)熱交換器中管排的誘發(fā)振動(dòng)分析[A];第十屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅲ卷[C];2001年

6 金基鐸;梁峰;張宇飛;楊曉東;;管道參數(shù)共振的實(shí)驗(yàn)分析[A];第十一屆全國(guó)非線性振動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第八屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

7 杜健航;包蕓;;三維非軸對(duì)稱局部狹窄動(dòng)脈內(nèi)非牛頓血液脈動(dòng)流的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬[A];第七屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十九屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集（上冊(cè)）[C];2005年

8 劉心悅;劉賓;丁祖榮;;彎曲頸總動(dòng)脈生理脈動(dòng)流的數(shù)值模擬[A];第九屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

9 劉廣山;高璞珍;;脈動(dòng)流相位差形成原因分析[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告——中國(guó)核學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷·第3冊(cè)）[C];2009年

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1 鄒遠(yuǎn)文;細(xì)胞力學(xué)脈動(dòng)流實(shí)驗(yàn)方法與測(cè)控系統(tǒng)研究[D];四川大學(xué);2002年

2 賈寶菊;波壁管內(nèi)的脈動(dòng)流動(dòng)及其傳質(zhì)特性的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2009年

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1 蔡莉莉;脈動(dòng)流誘導(dǎo)單排彈性管束振動(dòng)及換熱研究[D];山東大學(xué);2015年

2 董建明;近生理脈動(dòng)流實(shí)驗(yàn)仿真與測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];四川大學(xué);2007年

3 陳小平;三維錐形彎曲動(dòng)脈中的脈動(dòng)流的數(shù)值模擬[D];蘇州大學(xué);2009年

4 胡小霞;內(nèi)插自振彈簧換熱管脈動(dòng)流傳熱特性研究[D];武漢工程大學(xué);2013年

5 郭興玲;S型彎曲動(dòng)脈中非線性脈動(dòng)流的數(shù)值研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2002年

6 劉金龍;分叉管脈動(dòng)流的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

7 馬強(qiáng);脈動(dòng)流和支承運(yùn)動(dòng)聯(lián)合激勵(lì)作用下的管道振動(dòng)特性分析[D];沈陽航空工業(yè)學(xué)院;2009年

8 張川;窄通道內(nèi)脈動(dòng)流阻力特性及轉(zhuǎn)捩特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

9 孟海濤;彈性管束換熱器脈動(dòng)流發(fā)生裝置研究[D];山東大學(xué);2012年

10 張應(yīng)遷;Flow Chamber中近生理脈動(dòng)流實(shí)驗(yàn)?zāi)M及其數(shù)值模擬[D];四川大學(xué);2005年

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