管殼式換熱器管程消聲性能分析 | 華中科技大學學報（自然科學版）

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華中科技大學學報（自然科學版） 2020, Vol. 48 Issue (12): 55-60 DOI10.13245/j.hust.201210

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欄目：機械工程

管殼式換熱器管程消聲性能分析

龔京風 ^a ，江致遠 ^a ，袁興軍 ^b ，宣領寬 ^b

a. 武漢科技大學汽車與交通工程學院，湖北武漢 430065

b. 中國艦船研究設計中心船舶振動噪聲重點實驗室，湖北武漢 430064

摘要為了分析利用換熱器管程降低上游流噪聲的可行性，試驗分析管殼式換熱器的消聲性能，基于頻域有限元法建立了管殼式換熱器管程聲學性能數值預報方法．對比基于純聲場模型和聲-結構耦合模型計算得到的結果，分析換熱器管程傳遞損失及聲-結構耦合效應的影響，通過在進口設置插入管嘗試改善換熱器管程消聲性能．結果表明：管殼式換熱器管程具備消聲能力，在1階通過頻率前消聲量較小，在1階通過頻率后具有明顯的消聲效果；聲-結構耦合效應使得傳遞損失曲線向低頻方向移動；通過合理設置插入管長度，可以有效提高1階和2階通過頻率處的消聲量．

關鍵詞換熱器；水管路；消聲性能；聲-結構耦合；仿真分析

Analysis of acoustic attenuation performance of shell and tube heat exchangers

GONG Jingfeng ^a ， JIANG Zhiyuan ^a ， YUAN Xingjun ^b ， XUAN Lingkuan ^b

a. School of Automobile and Traffic Engineering，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430065，China

b. State Key Laboratory of Ship Vibration and Noise，China Ship Development and Design Center，Wuhan 430064，China

Abstract In order to analyze the feasibility of reducing upstream low frequency flow noise using the tube side of heat exchangers，the acoustical performance of shell and tube heat exchanger was studied experimentally，and numerical prediction methods based on frequency domain finite element method were established．By comparing the results obtained from the pressure acoustic physics module and the acoustic-structure interaction physics module，the transmission loss (TL) in the tube side of heat exchanger was analyzed，and the effects of the acoustic-structural coupling were discussed．The influences of inserted tubes on the TL were studied．It is found that the pipe side of the shell and tube type heat exchanger has the capability of noise elimination，and the tube side of heat exchanger is of small noise attenuation before the first passing frequency，while has obvious noise reduction after the first passing frequency in the calculated frequency band．The acoustic-structure coupling makes the TL curve move to the lower frequency band．By designing and arranging an appropriated inserted tube，the noise attenuation can be increased at the first and the second passing frequencies．

Keywords heat exchanger ; tube ; acoustic attenuation performance ; acoustic-structure interaction ; simulation analysis

基金資助國家自然科學基金資助項目（51909197）；湖北省自然科學基金資助項目（2019CFB136）；武漢科技大學2019年度國防預研基金資助項目(GF201911)．

中圖分類號TB535

文獻標志碼A

文章編號1671-4512(2020)12-0055-06

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文獻來源

龔京風, 江致遠, 袁興軍, 宣領寬. 管殼式換熱器管程消聲性能分析[J]. 華中科技大學學報（自然科學版）, 2020, 48(12): 55-60
DOI:10.13245/j.hust.201210

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