随着熔盐蓄热的大规模应用,提高熔盐蓄放热效率具有至关重要的意义。流体诱导振动强化传热技术为强化液态熔盐显热蓄热的研究提供了新的思路。本文以熔盐蓄热过程为研究对象,采用数值模拟方法和实验研究方法,给出了能够实现流体诱导振动的双螺旋管束元件结构,分析了其在熔盐蓄热过程中的振动、传热以及疲劳强度等特性。研究结果为螺旋管束振动元件在熔盐蓄热强化传热过程中的应用提供了理论依据和技术支持。主要研究工作总结如下:1.基于流体诱导振动理论,结合熔盐蓄热过程基本特性,提出了双螺旋管束结构和三螺旋管束结构的振动元件。通过比较二者在不同流体诱导条件下的振动特性发现,管内施加脉动流诱导双螺旋管束将产生较好的振动效果。2.采用有限元分析与实验研究相结合的方法对双螺旋管束固有振动特性进行分析,得到了管束的固有振动频率和振型。采用双向流固耦合的数值模拟方法,研究了脉动流参数、管外熔盐流速和熔盐温度对于管束振动特性的影响规律。设计正交试验方案,分析了不同结构参数下双螺旋管束的振动特性。3.建立了管束的单元振动模型,分析了振动强化传热的机理,得到了表面传热系数随管壁振幅、频率以及振动方向的变化规律,并研究了不同熔盐流速下的振动强化传热特性。针对双螺旋管束振动元件整体换热性能的研究发现,管外熔盐流速较低时,脉动流诱导双螺旋管束的振动最大可使传热效果提升1.5倍。4.通过对双螺旋管束在一个振动周期内的受力分析,确定了管束受力的危险部位。基于Von Mises等效应力准则进行多轴疲劳分析,提出使管束不发生疲劳损伤需满足的安全系数条件为:J≥1.8。研究了脉动流频率、脉动强度以及管束结构参数对疲劳强度的影响规律,同时验证本文研究范围内的双螺旋管束振动元件是否满足疲劳强度要求。