流固耦合是指流体流动与固体结构之间相互作用的现象,对板翅式换热器性能影响显著。在流体流动过程中,会对翅片、隔板等固体结构产生作用力,导致结构振动。当振动频率与结构固有频率接近时,会发生共振,加剧结构疲劳损坏,降低设备使用寿命。同时,结构振动也会反过来影响流体流动状态,导致传热效率下降。例如在高流速、高压力的工况下,换热器内部结构的振动可能引发流体流动不稳定,形成漩涡或紊流,增加流动阻力,降低传热系数。 为解决流固耦合问题,首先在设计阶段进行详细的流固耦合分析。通过数值模拟软件,模拟流体流动与结构响应,预测振动情况,优化结构设计,如调整翅片厚度、间距,增加结构支撑等,提高结构的固有频率,避免共振发生。在材料选择上,采用高阻尼材料,吸收振动能量,减少振动幅度。在运行过程中,安装振动监测装置,实时监测结构振动情况,当振动异常时,及时调整流体流量或压力,避免设备损坏。此外,通过优化流体入口条件,如采用整流装置使流体均匀稳定进入换热器,减少流体对结构的冲击,降低流固耦合影响。
