正如前面所述，当流体横掠单管或管束时，会导致管子产生诱导振动。它常常是导致换热器管子磨损、泄漏、断裂的主要原因。因此在设计换热器时，尽量采用各种措施来避免流体的诱导振动。能否利用上述诱导振动来强化传热呢？我国学者程林创新地提出并解决了这一问题。

程林设计了一种弹性盘管（见图7-50），该盘管由两个自由端及两个固定端、4根具有相同管径的紫铜光管在同一平面内连接而成。其中C、D是固定端，A、B是自由端。A端具有附加质量，用来改变管束的固有频率。弹性管束作为传热元件，工作时热介质（例如热水和蒸气）由C端进入，依次经过1、2、3、4管被冷却后，从D端流出。冷介质（例如冷水）则在管外被加热。通过调整弹性盘管的曲率半径、管径、管壁厚及A端部附加质量等参数的组合可得到一种最有利的固定频率，在该频率下管束能被管外脉动的水流激发起具有足够振幅的振动，使传热得以强化。

为了能使管束外的水流产生脉动，程林还设计了一种脉动流发生器（见图7-51）。它将进入换热器的水流分成两股，其中一股通过一个正置三角块后，在下游方向就会产生不同强度的脉动流，该脉动流直接作用在弹性盘管的附加质量端，从而诱发弹性盘管发生周期性的振动。当脉动流发生器中的绕流装置的几何形状确定后，脉动流的频率将取决于流体速度。通过调节流经脉动流发生器的流量，即可获得所需的脉动频率。通常流经脉动流发生器的流量约占总流量的20％。

以弹性盘管作为传热元件的换热器如图7-52所示。弹性盘管在换热器内作水平层状布置。C、D端通过接点分别与热介质进口母管E和出口母管F连接，被加热的水则从换热器底部的冷水进口流入，然后被分成两股：一股从G口向下折转，冲击换热器的下封头后再折流向上；另一股则从脉动流发生器口H流出，产生一定频率的脉动流后直接冲刷管束的端部A。换热器内，脉动流诱发最下面一排管束振动后，由于耦联效应，各排弹性盘管也会相继振动。

图7-50　弹性盘管结构示意图(www.daowen.com)

图7-51　脉动流发生器

这种流体振动，换热面也振动的强化传热新方法，几乎不耗外功，却能极大地提高传热系数，根据这种原理设计的弹性盘管汽水加热器，在流速很低的情况下，可使传热系数达到4000～5000 W/（m2·℃），是普通管壳式换热器的2倍。现在这种换热器已在供热工程中得到广泛的应用，并获得了国家科技进步二等奖。

图7-52　弹性管束换热器内部结构