摘要：弹性管束换热器通过流体诱导弹性管束振动实现强化换热。弹性管束设计时,需兼顾强化换热和疲劳寿命。对管内流体诱导锥螺旋弹性管束的振动响应进行了研究。通过ANSYS CFX软件仿真分析了锥螺旋弹性管束的固有模态和管内流体流速对弹性管束振幅的影响,并搭建管内流体诱导锥螺旋弹性管束振动试验台。利用加速度传感器,测试了锥螺旋弹性管束监测点的振动加速度信号,对其进行快速傅里叶变换并分析了锥螺旋弹性管束的振动位移响应特性,将数值分析结果与试验值进行了对比分析,验证了数值分析结果的正确性。分析结果表明：锥螺旋弹性管束的振动形式主要表现为纵向振动;管内流体在0.05~0.6 m/s流速范围内,随着流速的增加,管束的振动主频保持不变;振幅随流速增加而增大且振幅增加值逐渐减小。该研究结果为锥螺旋弹性管束的设计提供了依据。

关键词：锥螺旋弹性管束 流体 换热器 流体诱导振动 固有模态 

单位：山东大学机械工程学院; 山东济南250061; 髙效洁净机械制造教育部重点试验室; 山东济南250061