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翅片管式蒸发器超声波除霜理论与技术研究
【作者】 谭海辉 陶唐飞 徐光华 万翔 张鑫 西安交通大学机械工程学院 西安710049 西安交通大学现代设计和转子轴承系统教育部重点实验室 西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安710049
【关键词】 频散曲线 超声导波 界面应力 超声波除霜 翅片管式蒸发器
【摘要】针对传统逆除霜技术能耗高、热舒适度差的问题，研究应用于翅片管式蒸发器的超声波除霜新技术。结合 MATLAB数值求解方法与有限元压电结构耦合仿真方法，分析蒸发器结构中的频散曲线，确定蒸发器结构中的超声导波类型，模态及导波传播特性，并将超声频散曲线分析结果与有限元仿真结果进行对比。研究结果表明，在激励频率小于250 kHz时，蒸发器翅片上存在Lamb的A0和S0模态以及SH波的SH0模态，Lamb波在翅片与霜层界面处激发破碎应力，SH波激发剪切应力；翅片上振动以Lamb波的S0模态为主，铜管上可以清楚看到对称的纵向模态，有限元仿真结果与频散曲线分析结果完全吻合；超声除霜试验与能耗分析结果表明，超声除霜能耗不到传统逆除霜能耗的1/22，除霜效率至少提高了7倍，是一种高效、低能耗的翅管式换热器除霜新技术。
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