半封闭通道内冲击射流换热特性和流量系数的实验研究
射流冲击是一种极其有效的强化局部传热或传质的方法。对于冲击-逆向对流-气膜复合冷却的火焰筒结构而言，火焰筒壁面冷气侧的冲击冷却实质上是半封闭通道的冲击冷却，即冲击射流从冲击孔板喷出，冲击到换热靶面后形成壁面射流沿通道单方向流出。本文的主要研究内容和结果如下：
首先，对半封闭通道内单、双排孔射流冲击冷却进行了热像显示试验，总结了各种流动参数和几何参数对局部换热特性的影响规律。对于单排垂直射流，冲击冷却效果随射流雷诺数的增加、孔间距与直径比的减小而得到提高，冲击间距比为2时换热效果最好；冲击孔中心线向通道封闭一侧倾斜后，射流冲击冷却的范围变窄，当冲击间距比大于2时驻点区的对流换热能力明显降低；对于双排冲击射流，孔排间距与直径比的增加使冲击冷却范围变大，但在两排孔之间区域的对流换热系数有所下降；在较小的冲击射流雷诺数和较大的冲击间距比下，后排射流的冲击换热效果要逊于前排射流。
其次，对半封闭肋化通道双排孔射流冲击冷却进行了热像显示试验，总结了各种流动参数和几何参数对局部换热特性的影响规律。冲击间距比对通道肋化部分的换热效果影响最大，在本文研究范围内，冲击间距比为1时肋化部分换热最好。通过对大量实验数据的分析和整理，建立了换热准则关系式，与实验结果对比表明：该准则关系式与实验实测数据吻合较好。
最后, 对单排、双排冲击孔试验板在半封闭通道展开了流量系数的研究，在变化各种几何因素及流动因素的情况下由实验得出了冲击孔流量系数值，讨论并分析了各种因素对流量系数的影响程度，建立了冲击孔流量系数的准则关系式，与实验结果对比表明：该准则关系式与实验实测数据吻合较好，精度较高，有较高的工程应用价值。
火焰筒结构;射流冲击冷却;冲击冷却换热;数值计算;粗糙肋
南京航空航天大学
硕士
热能工程
张靖周
2006
中文
V231.1;V231.2
2007-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）