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弹性管束换热器强化传热试验研究
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摘要 本文设计了一种新的传热元件--弹性管束，它对管内外流体流动具有良好的振动响应特性。利用传热表面振动提高管外对流换热系数的同时，利用振动变形减少积垢，降低污垢热阻，实现了复合强化传热。在汽水换热条件下，对流体诱导振动强化对流换热规律进行了试验研究，得到了管外对流换热的准则方程式。
关键词 换热器 强化传热 污垢
1 引言
流体诱导振动是换热设备中普遍存在的一种现象。已经提出的流体诱导振动机理主要有：旋涡脱落、紊流颤振、流体弹性激振、声激振、两相流静压脉动等。很多研究者围绕这些机理作了大量研究工作，提出了许多新的理论模型与判别式[1]，这些研究在指导换热器设计方面起到了积极作用。但这些研究几乎都致力于流体诱导振动的防止，而对其强化传热的影响很少讨论过。
本文提出了利用流体诱导振动实现强化传热的新方法。设计了一种新的传热元件--弹性管束。该传热元件不同传统的设计模式，让传热元件从众多的约束中解脱出来，在管内外流体诱导下自由振动，依靠元件本身的振动特性使振幅通过系统阻尼得到有效控制，元件长期运行不致损坏，同时依靠振动大幅度地强化传热。该强化传热方式不需要消耗外部能源，属于无源强化。振动在强化管外对流换热同时减小污垢热阻，从而实现复合强化传热。本文对弹性管束汽水换热器的复合强化传热特性进行探讨。
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