在流动换热过程中,由各种诱因所导致的不稳定问题普遍存在,如流体的脉动引起流场流动的不稳定,壁面振动引起固液接触面传热的不稳定,超声波引起气液两相液体中气泡运动运动的不规则等。其中机械振动和传热的耦合作用所造成的不稳定现象较为常见,其不确定性不仅会对系统中流体流动和传热过程造成一定程度的影响,而且还将严重影响换热产品的设计精度与质量,引起经济损失和安全隐患。作为单独的学科,传热学和机械振动均在各自领域取得众多研究成果,但是关于两者交叉研究的成果却较少,因此有必要开展此方面的研究工作。本文以航空飞机颤震对于传热特性的影响作为切入点,选取三种不同管型内的层流对流换热作为研究对象,进行了宽频域机械振幅对于传热特性的实验研究。具体研究工作主要包括以下4点:1)设计搭建宽频域振动实验平台。建立振动传热系统模型,设计工质流动和机械振动参数,完成温度、流量和振动加速度多参数测量与实验平台搭建工作。对所建立振动传热模型进行流动雷诺数Re、热流密度q、传热系数h和Nu数的不确定性分析,获取实验系统误差。2)获得流体在三种不同管型内扫频状态下的机械振动瞬态动力学特性。利用加速度传感器测量振动加速度时域信号,采用快速傅里叶变换方法(FFT)编写Matlab程序,将该振动加速度时域信号转变为频域信号,从而完成对频域信号的捕捉分析,获取各个管型的共振频率。3)实验研究机械振动对光滑圆管内层流对流换热特性的影响。分别进行振动加速度、振动频率及流体流动雷诺数对传热系数及其增强效果的实验研究,给出振动传热系数的拟合关联式。4)实验研究机械振动对微肋管和波纹管内层流换热特性的影响。实验获取振动加速度、振动频率和流体流动Re各参数的影响作用,并分析出现传热强化的原因。对比机械振动对不同管型传热过程的影响,总结换热规律。