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换热器内螺旋弹性管束流致振动强化传热特性研究的开题报告
一、选题背景及意义
换热器是一种常见的传热设备，在化工、石油、轻工等行业中广泛应用。然而，目前传统的换热器设计存在一些缺陷，例如传热效率低、管束寿命短、易受流致振动等问题。
针对以上问题，近年来人们采用了一些新的技术来改进换热器的设计和性能。其中之一就是螺旋弹性管束，通过改变管束的结构，利用管束在流体流动下的弹性变形来增加流体内部的紊流程度，从而增强传热特性。此外，螺旋弹性管束还能有效地抑制流致振动，延长管束的使用寿命。
本论文的研究目的是探究换热器内螺旋弹性管束流致振动强化传热特性的机理，为换热器设计和优化提供理论依据和技术支持。
二、研究内容和方法
本论文的研究内容主要包括以下几个方面：
1.研究螺旋弹性管束对流体内部流动的影响，采用计算流体力学（CFD）模拟。
2.研究流体在螺旋弹性管束作用下的传热特性，通过实验测量传热系数。
3.研究螺旋弹性管束对流致振动的抑制作用，采用振动测试和频谱分析方法。
具体方法包括：
1.利用CFD软件对换热器内部的流场进行数值模拟，得到流体速度分布、压力分布等基本参数。
2.在实验室中设计和搭建螺旋弹性管束的实验装置，通过实验测量传热系数和流体速度等参数。
3.采用振动测试仪器进行振动测试，并使用频谱分析方法研究流致振动的特性和规律。
三、预期结果及意义
通过本研究，我们将得到以下预期结果：
1.更加深入地了解螺旋弹性管束在换热器中的作用机理，探究其对传热和流致振动的影响规律。
2.确定优化螺旋弹性管束参数的策略，为换热器的设计和改进提供理论指导和技术支持。
3.推广螺旋弹性管束在换热器中的应用，提高传热效率、延长换热器的使用寿命，具有广阔的实用价值和经济效益。
四、研究进度和计划
目前本论文的研究进展如下：
1.已经完成相关文献资料的收集和分析，对该领域的研究热点和难点有了初步了解。
2.正在搭建实验装置和进行CFD模拟计算，准备进行实验和模拟仿真分析。
3.下一步将进行实验测量、数据分析和理论探索，得出具体的研究结果和结论。
计划时间表：
1.2021年9月至10月：完成实验装置的搭建和CFD模拟计算。
2.2021年11月至2022年4月：进行实验测试和数据分析。
3.2022年5月至7月：进行理论模型构建和计算分析。
4.2022年8月至9月：撰写论文，并完成答辩。
五、参考文献
1.LiH,WangL,QiY,etal.Heattransferenhancementandflowinstabilitymitigationinmicrochannelheatsinkwithslantedelasticfins[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2021,169:120858.
2.Li,J.P.,Wang,N.,&Lu,D.Y.(2015).Numericalinvestigationofflowandheattransferinaspirallycorrugatedtubewithinternallyfinnedbaffleincross-corrugationarrangement.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,81,469-482.
3.Yoshida,H.,Nagata,M.,&Arai,N.(2019).Theeffectsoftubearrayarrangementsonflow-inducedvibrationofheatexchangertubes:Experimentalinvestigationandnumericalanalysis.ExperimentalThermalandFluidScience,103,119-129.