收藏本站
《重庆大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Helmholtz共振的机理研究及应用

高虹  
【摘要】: 换热器是广泛应用于化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。为了节能降耗必须开发出适用于不同工业过程要求的高效能换热设备。本课题将Helmholtz共振腔所产生的自激振荡脉冲射流引入换热器以实现强化换热。这是一种崭新的强化换热技术,流体脉动能够造成换热器全程的换热强化,而且自激振荡脉冲射流强化换热技术本身是一种无功强化的方法,无需输入外部能量来产生扰动。 本文首先介绍了Helmholtz共振腔产生自激振荡以及强化换热的机理。当前喷嘴流束中的不稳定扰动波在穿过腔内的剪切层时,剪切层对其有选择放大作用,形成涡环结构,剪切流动中涡环与碰撞壁撞击,在碰撞区域产生压力扰动波并向上游反射,在上游剪切层分离处诱发新的扰动的产生,当新扰动与原扰动匹配时,射流上游就被不断地受到周期性激励,腔内就产生流体自激振荡并在后喷嘴出口形成脉冲射流。将自激振荡脉冲射流引入换热器后,流体的脉动导致了壁面处旋涡的大量生成,增加了流体的掺混,实现强化换热的目的。 在Helmholtz共振腔的设计一章中,首先介绍了流体网络理论的基本知识,然后根据流通网络理论的相关知识推导了计算腔室的固有频率公式,并由此公式计算了本课题所使用的Helmholtz共振腔的固有频率,然后根据腔室的固有频率公式计算了有关结构参数,最后综合考虑影响自激振荡的各种因素设计了Helmholtz共振腔。 最后,本文运用设计的Helmholtz共振腔进行了自激振荡脉冲射流强化换热的实验研究,通过实验发现:对于本课题设计的Helmholtz共振腔,只要配合以适当的水力参数,就可以产生自激振荡脉冲射流。对于同一结构的Helmholtz共振腔,水力参数不同,所产生的自激振荡脉冲射流的强弱也不相同。将Helmholtz共振腔产生的自激振荡脉冲射流引入换热器后,当自激振荡的强度达到一定程度后,可以强化换热。不同的自激振荡强度,强化换热的效果也不同。对于同一Helmholtz共振腔,不同的出口结构尺寸对于换热效果的强化的影响不大,但是腔室长度对强化比的影响却是显著的。只要选定合适的水力参数和结构参数,Helmholtz共振腔可以将管内流动换热系数提高5%—30%。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 肖素梅,殷国富;磨液脉冲射流抛光机设计[J];组合机床与自动化加工技术;2004年10期
2 高虹,曾丹苓;自激振荡脉冲射流强化换热实验研究[J];热能动力工程;2003年04期
3 王乐勤,焦磊,徐如良,李江云;脉冲射流作用下驻点压力特性的试验研究[J];工程热物理学报;2005年01期
4 张于贤,王春明,王红;自激振荡脉冲射流喷嘴的试验研究[J];机械研究与应用;2004年05期
5 李发军,苑中显,马重芳,吴宗善,卢伟,周志远;脉冲射流冲击冷却换热的液晶显示实验研究[J];工程热物理学报;2002年02期
6 唐川林,张晓琪,张凤华,杨林,阎晋武;用于疏浚江河湖泊的新型高效工具研究[J];株洲工学院学报;2002年04期
7 彭航,廖振方;旋转射流降尘的实验研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1994年01期
8 宁锋;高传昌;王为术;;基于脉冲射流的小浪底水库人工异重流输沙方法探讨[J];南水北调与水利科技;2007年02期
9 兰霄,田小果;脉冲燃烧控制技术[J];自动化与仪器仪表;2005年05期
10 廖振方,陈德淑,邓晓刚,李军,杨昌林,王红霞,赵建新;三峡库区疏浚及清淤用机电一体化成套气举装置[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年03期
11 唐川林,张晓琪,杨林,张凤华;利用外加气体改进自激振荡脉冲射流的动态特性[J];振动与冲击;2004年01期
12 李家军;额日其太;;脉冲射流强化圆柱喷流混合的三维数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2007年07期
13 李家军;额日其太;王强;;脉冲射流强化喷流混合的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2009年12期
14 李家军;额日其太;;脉冲射流强化喷流混合技术[J];飞航导弹;2010年05期
15 高传昌;王玉川;陈豪;雷霆;陈晓俊;王小卉;;脉冲液-气射流泵基本性能试验[J];核动力工程;2010年04期
16 张晋华;高传昌;;脉冲液体射流泵压力特性试验浅析[J];水电能源科学;2011年07期
17 倪红坚,王瑞和;脉冲水射流破岩的数值模拟研究[J];石油钻探技术;2001年05期
18 杨林;唐川林;张凤华;;地下矿产钻孔水力开采技术及其应用[J];地下空间与工程学报;2006年04期
19 裴江红;唐川林;张凤华;廖振方;;非淹没射流条件下自激振荡脉冲射流喷嘴试验研究[J];矿山机械;2006年10期
20 徐维晖;高传昌;秦海霞;;脉冲液体射流泵装置性能试验研究[J];核动力工程;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 李艳波;孙连友;洪伟;;Helmholtz方程多过渡区子网格方法[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
2 杨静;陈小斌;;球状模型下人工源极低频电磁场精确解[A];2011中国地震学会地震电磁学专业委员会换届暨学术研讨会摘要集[C];2011年
3 ;Mapping The Three Dimensional Movement of the Cardiac Electric Current Dipole By HT-MCG[A];第十七届国际生物物理大会;第十二届中国生物物理大会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 韩宝强;欧洲基本乐理与民族音乐学[N];音乐周报;2002年
2 通讯员 张惠林 赵毓 殷杰;西部钻探——推广应用复合钻井技术[N];中国石油报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 秦海华;Helmholtz方程的若干反问题研究[D];兰州大学;2010年
2 马云云;Helmholtz方程与Maxwell方程组中若干Cauchy问题数值解法的研究[D];吉林大学;2011年
3 翟明;Helmholtz型无阀自激脉动燃烧器运行特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 翟明;Helmholtz型无阀自激脉动燃烧器运行特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 袁丹青;多喷嘴射流泵流场的数值模拟及试验研究[D];江苏大学;2009年
6 张学仓;Sturm-Liouville算子的矩阵逼近及其应用[D];浙江大学;2011年
7 宋仁成;配点法及其在光波导计算中的应用研究[D];浙江大学;2010年
8 郭玉坤;某些正反散射问题的快速算法研究[D];吉林大学;2010年
9 Mohammed Abdo Mohammed Abdulelah(穆罕默德);某些类型腔体的散射与逆散射问题的分析与数值计算[D];吉林大学;2011年
10 黄学海;四阶椭圆型方程若干有限元新方法和高效求解算法[D];上海交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高虹;Helmholtz共振的机理研究及应用[D];重庆大学;2003年
2 梅耀林;变形Helmholtz方程的函数论性质[D];四川师范大学;2011年
3 艾海华;关于Helmholtz方程的第三类混合边值问题解的研究[D];华中师范大学;2011年
4 李云强;关于求解Helmholtz方程界面问题的研究[D];湘潭大学;2011年
5 庞永;Helmholtz方程的有限元方法[D];电子科技大学;2011年
6 周坚源;Helmholtz方程Neumann边界问题的一类高精度有限差分格式[D];浙江大学;2010年
7 孙瑶;Helmholtz方程Cauchy问题的一种数值解法[D];吉林大学;2010年
8 郭瑞昌;Helmholtz方程紧差分格式及求解算法[D];电子科技大学;2010年
9 黄双;自激振荡的实验及应用研究[D];重庆大学;2002年
10 李发军;液晶测温技术及其在脉冲射流冲击换热中的应用研究[D];北京工业大学;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978