【摘 要】
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本文主要对小空间和受限空间内,有倾角射流冲击凹面靶板的流动和换热特性的开展细致的实验研究。采用烟线法显现了射流斜向冲击凹面靶板时的流场结构。改变冲击雷诺数Re、冲
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本文主要对小空间和受限空间内,有倾角射流冲击凹面靶板的流动和换热特性的开展细致的实验研究。采用烟线法显现了射流斜向冲击凹面靶板时的流场结构。改变冲击雷诺数Re、冲击距-冲击孔直径比H/d、冲击角度以及冲击靶面相对曲率d/D等参数,研究流场结构随这些参数的变化规律。在小空间内斜向冲击凹面靶板的实验中,随冲击雷诺数Re的增加在冲击滞止区域两侧流体在冲击靶板分离处的圆心角增大,分离推迟;由于冲击角度的影响,流体在滞止区域左侧易产生旋流结构,在滞止区域右侧流体形成一个个小的串涡,而无法形成一个明显的,整体的大涡旋结构;同时在实验中发现冲击靶板的曲率半径和冲击导管直径之间存在一定的匹配关系(d/D)使流体沿壁面运动的距离最长;随着H/d的增加,冲击射流流体与靶板表面分离推迟。在受限空间内斜向冲击凹面靶板的实验中,随冲击雷诺数Re的增加,在冲击滞止区域两侧流体都能形成稳定的旋流结构,由于空间受限,有诱导涡形成,并且随冲击雷诺数Re的增加,冲击气流与壁面分离处的圆心角增大,分离推迟;随着H/d的值的增加,气流与壁面分离的圆心角越来越大,相对于受限空间的大小,诱导涡的范围越来越小;由于冲击角度的影响,冲击射流在滞止区域左侧射流与壁面分离比在右侧提前,在滞止区域左侧的射流容易产生旋流。在流场显示的基础上,利用热膜法研究了受限空间内斜向冲击凹面靶板的换热特性,随着雷诺数Re的增加,冲击靶面的轴向和周向局部换热系数也逐步增加;研究中发现,Nu数随H/d的变化并非单调,在周向上,H/d=0.8总体换热效果最好,在轴向上工况的差别不大;实验中,冲击倾角α从6度增加到18度,轴向和轴向上努塞尔数Nu都有一定幅度的减小。
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