换热器内改进型平面弹性管束振动及传热特性分析的任务书.docx

换热器内改进型平面弹性管束振动及传热特性分析的任务书
任务书
一、任务概述
1.1任务背景
换热器是工业生产中常用的装置，用于加热或降温液体和气体，将热量从一个介质传递到另一个介质中，广泛应用于化工、石化、钢铁、电力、航天等领域。在换热器中，管束是承载传热过程的核心部件，在工作时常受到流体的冲刷，易引起振动，严重影响传热效率。为改善换热器的传热性能，提高工作效率，需要对管束的振动及传热特性进行分析。
1.2任务目的
本任务旨在针对换热器内改进型平面弹性管束振动及传热特性进行分析，旨在解决以下问题：
（1）分析管束的体系结构，确定其性能参数，探究管束振动的原因；
（2）利用数值模拟方法分析管束的振动特性，得到管束的固有频率和振动模态；
（3）对管束的传热特性进行分析，探究振动对传热性能的影响；
（4）从理论模型和实际工况两个层面对管束进行改进，提高管束的传热效率。
二、任务内容
2.1前期调研
（1）查阅文献，了解换热器和平面弹性管束的基本原理和特点；
（2）与专业领域内的学者或工程师进行交流，了解相关的研究和实际应用情况。
2.2管束的结构分析
（1）基于理论模型，分析管束的体系结构，确定管束的性能参数；
（2）通过计算分析管束的自由振动频率和振动模态，探究管束振动的原因。
2.3管束的振动特性分析
基于ANSYS软件平台，建立管束的有限元模型，模拟管束受到流体作用时的振动特性，分析管束的振动模态、振动幅值及变形情况。
2.4传热特性分析
（1）应用ANSYS软件模拟管束内的传热过程，得到传热系数；
（2）分析管束振动对传热性能的影响，探究振动改变传热系数的原理。
2.5模型优化
（1）从理论和实际工况两个角度对管束进行改进，提高传热效率；
（2）基于管束的传热性能和振动特性分析结果，探究优化方案的可行性和效果。
2.6报告撰写
根据以上分析结果撰写完整的任务报告，包括任务目的、方法、过程、分析结果、优化方案和结论等部分。
三、参考资料
[1]赵国强.换热器管束的振动研究[J].内蒙古工程学院学报,2000(3):26-27.
[2]李宏.换热器管束振动特性的数值模拟与分析[D].上海:上海交通大学,2014.
[3]王勇.数值模拟在换热器优化中的应用[J].现代农业科技,2017(23):127–128.