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螺旋弹性管束换热器壳程振动强化传热研究 被引量：3
1
作者 季家东 高润淼 +4 位作者 陈卫强 张经纬 刘保银 丁俊杰 邓旭 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2692-2699,共8页
为揭示螺旋弹性管束换热器的振动强化传热机理,基于一种双螺旋弹性管束换热器,采用双向流固耦合计算方法,对螺旋圈数、入口流速和壁面温度对其壳程流致振动强化传热特性的影响进行了研究。结果表明:随着螺旋圈数的增加,管束的面均传热... 为揭示螺旋弹性管束换热器的振动强化传热机理,基于一种双螺旋弹性管束换热器,采用双向流固耦合计算方法,对螺旋圈数、入口流速和壁面温度对其壳程流致振动强化传热特性的影响进行了研究。结果表明:随着螺旋圈数的增加,管束的面均传热系数和单位压降下的面均传热系数均降低,但相对面均传热系数误差、PEC值和体均传热系数均增大。随着入口流速的增加,管束的面均传热系数、相对面均传热系数误差和PEC值均增大,但单位压降下的面均传热系数降低。随着壁面温度提高,螺旋弹性管束传热会显著增强,但振动对管束强化传热影响不大。 展开更多
关键词 流致振动 振动强化传热 传热特性 螺旋弹性管束 换热器
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基于不同截面形状的螺旋弹性管束换热器传热特性分析 被引量：5
2
作者 季家东 周蓉 +3 位作者 高润淼 张经纬 邓旭 李飞扬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第22期219-225,共7页
为探究截面形状对螺旋弹性管束(spiral elastic tube bundle,SETB)换热器传热性能的影响,基于四种截面形状(四边形、六边形、椭圆形和圆形),采用双向流固耦合计算方法,对单层四螺旋弹性管束在不同入口速度条件下的振动和传热特性进行了... 为探究截面形状对螺旋弹性管束(spiral elastic tube bundle,SETB)换热器传热性能的影响,基于四种截面形状(四边形、六边形、椭圆形和圆形),采用双向流固耦合计算方法,对单层四螺旋弹性管束在不同入口速度条件下的振动和传热特性进行了研究。结果表明:不同截面形状的螺旋弹性管束在换热器内不同安装位置的振动响应有明显的不同。截面为椭圆形的螺旋弹性管束在振动和不振动条件下的传热系数最高,管束圆周上的局部传热系数最大,说明管束截面形状为椭圆时的传热性能最佳。振动能够实现强化传热,但振动剧烈的螺旋弹性管束其传热性能并不一定最佳,在进行螺旋弹性管束换热器设计时,并不是要一味追求高强度的振动,还要综合考虑螺旋弹性管束的安装位置和截面形状。 展开更多
关键词 截面形状 振动强化传热 流固耦合 螺旋弹性管束(SETB) 换热器
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折流板对锥形螺旋管束壳程传热性能的影响
3
作者 季家东 卢钰 +2 位作者 张经纬 李飞扬 邓如意 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期56-63,共8页
以锥形螺旋弹性管束(conical spiral elastic tube bundle,CSETB)换热器为研究对象,通过在换热器内增设脉动/引流折流板,以期获得具有更高传热性能的弹性管束换热设备。通过采用双向流固耦合计算方法,研究了不同壳程入口流速和不同结构... 以锥形螺旋弹性管束(conical spiral elastic tube bundle,CSETB)换热器为研究对象,通过在换热器内增设脉动/引流折流板,以期获得具有更高传热性能的弹性管束换热设备。通过采用双向流固耦合计算方法,研究了不同壳程入口流速和不同结构方案下CSETB换热器的振动强化传热性能。研究表明,CSETB的振幅随流速的增加而增加,仅增设脉动折流板可使CSETB表现为相对大幅高频振动,同时增设脉动、引流折流板可使CSETB表现为相对大幅低频振动。增设折流板可使流体流动的规律性和温度场分布的层次性增强,且能使换热器的壳程传热能力获得大幅提高。振动能够实现强化传热,这种强化传热的程度在高流速时更明显,且增设折流板能明显提高CSETB的振动强化传热性能。此外,引流折流板的存在使换热器的综合传热性能降低。 展开更多
关键词 锥形螺旋弹性管束(CSETB) 换热器 折流板 振动强化传热
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管内流体诱导锥螺旋弹性管束振动分析 被引量：2
4
作者 王安民 葛培琪 段德荣 《自动化仪表》 CAS 2017年第5期11-14,共4页
弹性管束换热器通过流体诱导弹性管束振动实现强化换热。弹性管束设计时,需兼顾强化换热和疲劳寿命。对管内流体诱导锥螺旋弹性管束的振动响应进行了研究。通过ANSYS CFX软件仿真分析了锥螺旋弹性管束的固有模态和管内流体流速对弹性管... 弹性管束换热器通过流体诱导弹性管束振动实现强化换热。弹性管束设计时,需兼顾强化换热和疲劳寿命。对管内流体诱导锥螺旋弹性管束的振动响应进行了研究。通过ANSYS CFX软件仿真分析了锥螺旋弹性管束的固有模态和管内流体流速对弹性管束振幅的影响,并搭建管内流体诱导锥螺旋弹性管束振动试验台。利用加速度传感器,测试了锥螺旋弹性管束监测点的振动加速度信号,对其进行快速傅里叶变换并分析了锥螺旋弹性管束的振动位移响应特性,将数值分析结果与试验值进行了对比分析,验证了数值分析结果的正确性。分析结果表明:锥螺旋弹性管束的振动形式主要表现为纵向振动;管内流体在0.05~0.6 m/s流速范围内,随着流速的增加,管束的振动主频保持不变;振幅随流速增加而增大且振幅增加值逐渐减小。该研究结果为锥螺旋弹性管束的设计提供了依据。 展开更多
关键词 锥螺旋弹性管束 流体 换热器 流体诱导振动 固有模态 响应特性
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换热器内锥螺旋弹性管束振动强化传热研究
5
作者 季家东 刘保银 +1 位作者 高润淼 陈卫强 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期70-76,共7页
为分析换热器内锥螺旋弹性管束的流致振动强化换热情况,采用双向流固耦合的数值方法,分别研究入口流速和管排间距对其在壳程流体诱导下的振动响应及传热特性的影响。结果表明当入口流速由0.5m/s增大到0.9m/s,锥螺旋弹性管束的振动强度... 为分析换热器内锥螺旋弹性管束的流致振动强化换热情况,采用双向流固耦合的数值方法,分别研究入口流速和管排间距对其在壳程流体诱导下的振动响应及传热特性的影响。结果表明当入口流速由0.5m/s增大到0.9m/s,锥螺旋弹性管束的振动强度明显提高,管束的传热性能提高,流致振动使得管束的传热性能分别提高了5.2%、4.3%和3.5%,管束流致振动强化传热性能增强。随着管排间距从30mm增加到40mm,锥螺旋弹性管束的振动强度增大,流致振动使得管束的传热性能分别提高了2.5%、4.9%和3.1%,且管排间距为35mm时锥螺旋弹性管束的传热性能最佳,管束流致振动强化传热性能也最佳。 展开更多
关键词 换热器 锥螺旋弹性管束 流致振动 振动强化传热
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空间锥形螺旋弹性管束换热特性数值分析
6
作者 葛梦然 闫柯 +1 位作者 高军 葛培琪 《石油机械》 北大核心 2011年第11期24-27,共4页
基于有限差分方法,结合数值模拟技术分析了空间锥形螺旋弹性管束的结构参数对其换热特性的影响规律,通过与文献中试验数据对比将误差控制在5%以内。在此基础上,从对流换热场协同理论出发,计算了空间螺旋管束管内速度、速度梯度、温度梯... 基于有限差分方法,结合数值模拟技术分析了空间锥形螺旋弹性管束的结构参数对其换热特性的影响规律,通过与文献中试验数据对比将误差控制在5%以内。在此基础上,从对流换热场协同理论出发,计算了空间螺旋管束管内速度、速度梯度、温度梯度和压力梯度各矢量间的协同关系,通过对3种协同角对比分析了管束的强化换热特性、压降特性以及综合性能。结果表明,空间螺旋弹性管束的锥度对其换热特性影响较大,而螺距对其换热特性的影响可以忽略;另外,与内插细杆强化管相比,空间螺旋弹性管束的综合性能显著提高。 展开更多
关键词 换热器 空间螺旋弹性管束 场协同 数值模拟 换热特性
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锥螺旋弹性管束及其振动控制的研究
7
作者 王德京 葛培琪 毕文波 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第4期59-63,119,共6页
管束振动的诱导与控制是弹性管束换热器在一定疲劳寿命前提下实现强化换热的重要保证。设计锥螺旋弹性管束和脉动流发生装置并对考虑流固耦合情况下锥螺旋管束的固有模态进行研究;通过谐响应分析,得到锥螺旋管束的频率响应;通过仿真分... 管束振动的诱导与控制是弹性管束换热器在一定疲劳寿命前提下实现强化换热的重要保证。设计锥螺旋弹性管束和脉动流发生装置并对考虑流固耦合情况下锥螺旋管束的固有模态进行研究;通过谐响应分析,得到锥螺旋管束的频率响应;通过仿真分析脉动流发生装置中绕流体纵向尺寸对各分支管脉动流的影响,确定了工况流速下的绕流体纵向尺寸。结果表明:锥螺旋管束在流固耦合作用下固有频率有所下降;在相同入口流速条件下,随着绕流体纵向尺寸增大,脉动流发生装置同一分支管脉动流强度先增大后减小,而其频率先减小后增大。研究工作对锥螺旋弹性管束换热器设计具有重要意义。 展开更多
关键词 振动与波 锥螺旋弹性管束 固有模态 绕流体 脉动流发生装置
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空间螺旋式弹性传热管束模态与应力特性分析 被引量：1
8
作者 葛梦然 闫柯 +1 位作者 高军 葛培琪 《节能技术》 CAS 2011年第4期344-347,共4页
弹性管束换热器利用流体诱导振动实现强化传热,弹性管束的结构优化、模态及应力特性等对弹性管束的使用寿命具有重要影响。基于此,提出一种新型空间螺旋式弹性传热元件,通过ANSYS有限元模拟技术,分析了空间螺旋管束的固有模态特性以及... 弹性管束换热器利用流体诱导振动实现强化传热,弹性管束的结构优化、模态及应力特性等对弹性管束的使用寿命具有重要影响。基于此,提出一种新型空间螺旋式弹性传热元件,通过ANSYS有限元模拟技术,分析了空间螺旋管束的固有模态特性以及在一定振幅条件下管束的应力分布特性,并与现有的平面弹性管束进行比较。结果表明,在相同尺寸下,空间螺旋式弹性管束固有频率较低,以纵向振动为主;管束的应力分布均匀,最大应力发生在管程流体进出口固定端,其最大应力仅为平面弹性管束的1/4左右。 展开更多
关键词 空间螺旋式弹性管束 模态分析 应力 有限元分析
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