縫槽壁面強(qiáng)制對流換熱研究.pdf

1、隨著能源問題的日益突出,對于強(qiáng)化換熱的研究也越來越多。強(qiáng)化換熱的方式多種多樣,有肋板、窩發(fā)生器等。然而對于縫槽壁面的對流換熱研究較少,本文基于大溫差條件下,可壓縮氣流在縫槽壁面的對流換熱問題進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。本文主要應(yīng)用實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模擬兩種方法進(jìn)行對流換熱系數(shù)的求解并比較。
　　首先本文搭建了研究平板的對流換熱試驗(yàn)臺(tái)。設(shè)計(jì)了能夠提供較高速度氣流的對流換熱風(fēng)洞試驗(yàn)臺(tái),氣流速度最高可達(dá)到0.4Ma;為了試驗(yàn)大溫差條件下的對流換熱,對對流

2、換熱風(fēng)洞試驗(yàn)段的進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),將試驗(yàn)段側(cè)面設(shè)計(jì)為可以提供加熱熱流的加熱裝置,該加熱裝置使得本試驗(yàn)段可提供4kW的加熱熱流,試驗(yàn)件溫度最高可達(dá)到500℃。利用紅外熱像儀以及加熱裝置測試了不同壁面在不同溫度下的發(fā)射率,然后利用加熱裝置和對流換熱風(fēng)洞組成的試驗(yàn)臺(tái)對光滑壁面和開設(shè)縫槽的壁面進(jìn)行了流速在10.2m/s~32.9m/s,溫差在30℃~380℃條件下的對流換熱試驗(yàn),并求解其對流換熱系數(shù)。
　　其次對各個(gè)試驗(yàn)工況進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)

3、算。本文通過商業(yè)軟件Fluent對平板以及縫槽壁面進(jìn)行了對流換熱的流固熱耦合計(jì)算,求解了局部對流換熱系數(shù)和平均對流換熱系數(shù)。并且利用現(xiàn)有的平板壁面對流換熱的經(jīng)驗(yàn)公式對平板壁面的對流換熱系數(shù)進(jìn)行了求解。
　　對于平板的對流換熱問題,對流換熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、數(shù)值計(jì)算結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)果以及對經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)果在大溫差條件下的修正等結(jié)果進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果較大,數(shù)值計(jì)算結(jié)果較小,并且不同的經(jīng)驗(yàn)公式得出的結(jié)果也各不相同。
　　對于縫槽壁