换热器中翅片管固有频率的模拟计算分析
在传热过程中，由于翅片管可提高传热效率，已在换热器中得到广泛的应用。对于翅片管的固有频率计算一直采用近似的方法，影响了计算精度和使用。本研究采用有限元分析方法，建立了单跨和双跨翅片管模型，并通过模态计算分析得到了相应的固有频率以及振型，用有限元的方法验证了Blevins RD关于测定翅片管固有频率的试验数据。本研究提供了翅片管固有频率计算方法，为翅片管的选择和使用提供了依据。

随着近些年工业的发展以及技术的不断更新升级,为了扩大传热面积,强化对流传热,在换热器中用各种强化换热元件代替传统的光滑管的开发和研究越来越深入。其中用翅片管代替光滑管具有结构强度高和传热效率高的特点,具有很广阔的工业应用前景,同时发现流体诱导振动引起的换热器破坏的事故明显增多,甚至有时还伴有很大的噪音。管子振动的问题越来越突出,换热器管束的防振势在必行。换热管作为换热器的重要元件,是换热器中最柔软和最具弹性的部分,振动破坏首先发生在管子上。因此,换热器翅片管束的振动分析对换热器的防振具有重要的意义。
振动问题主要由两方面因素决定的:1)外部环境干扰力频率;2)结构本身的特性—固有频率、振型及阻尼。作为强化传热元件的翅片管,其固有频率,振型及阻尼等参数的确定是换热器振动分析时必须先行解决的。对于翅片管来说,管外的翅片对换热器起到了加强的作用,同时增加了换热管的质量和刚度。所以其固有频率不再是光管的固有频率。
目前,用到的翅片管有热轧与冷轧的整体翅片管、高频焊接翅片管和双金属型翅片管等。