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流体振荡特性的实验研究及其在换热器上的应用

谢晓刚  
【摘要】: 本文根据自激振荡相关理论设计了几种不同结构的Helmholtz共振腔,并对这些共振腔分别进行了对空自由射流实验,找出了一种比较合理的共振腔结构参数,在此基础上将共振腔应用于换热器上,分析对强化换热的影响。实验中发现在合适的结构参数和水力参数下,可以使流体产生自激振荡,当共振腔结构尺寸及进口流体的水力参数发生改变时,产生的自激振荡强弱也会随之改变。将共振腔产生的自激振荡引入换热器后,当共振腔的尺寸和进口的水力参数满足一定要求时,可以强化换热。不同的尺寸和进口水力参数,强化换热的效果也不同,同时发现存在一个最好的强化换热效果,此时可以将换热系数提高30%左右,对不同的共振腔,产生最佳换热所对应的进口压力略有不同。这对将共振腔应用于换热器上以提高换热效果是一个很好的理论依据,特别是对改造工程领域中众多的换热器具有积极意义。 此外,我们对混合式换热器中两相流的音速进行了计算分析,提出了一种新型的计算方法。分析了两相流体中音速随压力、干度、汽隙率、相变系数等的变化关系,并从中得出了一些重要的结论。


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