基于紅外熱像技術(shù)的周期性沖擊射流強(qiáng)化換流研究.pdf

1、沖擊射流是一種既有理論研究?jī)r(jià)值,又有工程應(yīng)用背景的獨(dú)特流動(dòng)現(xiàn)象,并且作為一種高效的強(qiáng)化換熱方式,一直受到學(xué)術(shù)界和工程界的高度重視。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬的方法研究影響周期性沖擊射流換熱效果的幾個(gè)重要因素,為沖擊射流的實(shí)際應(yīng)用提供參考。
　　實(shí)驗(yàn)部分對(duì)整體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要分為6個(gè)模塊:周期性射流發(fā)生裝置、管路系統(tǒng)、紅外熱像裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)架臺(tái)、換熱板。軟件系統(tǒng)在Labview程序環(huán)境下進(jìn)行開(kāi)發(fā),數(shù)據(jù)采集用Agilent系

2、列數(shù)據(jù)采集器,溫度、努謝爾數(shù)可以實(shí)時(shí)顯示。
　　實(shí)驗(yàn)采用紅外熱像技術(shù)和熱電阻測(cè)溫法結(jié)合的方法進(jìn)行。在相同的平均質(zhì)量流量下,用兩種方法得到的結(jié)果偏差不大,趨勢(shì)基本一致,紅外熱像測(cè)努謝爾數(shù)比熱電阻測(cè)努謝爾數(shù)更加直觀和精確。基于紅外熱像技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究表明,滯止區(qū)換熱效果雖然整體好,但由于駐點(diǎn)處射流的滯止效應(yīng),駐點(diǎn)處的努謝爾數(shù)并非最大,努謝爾數(shù)最大值出現(xiàn)在x=D/2的剪切層附近,由于剪切層附近,沖擊的氣流在剪切力的作用下擾動(dòng)比其它地方強(qiáng)。

3、波形是影響周期性射流沖擊效果的重要因素之一,在三種典型的周期性射流波形中,有跳變的矩形波形,強(qiáng)化換熱效果最佳,鋸齒波次之,正弦波最差。每一種典型的周期性波形,都有一個(gè)頻率的閾值,大于該閾值時(shí),相對(duì)穩(wěn)態(tài)射流傳熱能得到強(qiáng)化,否則會(huì)削弱。組合波相比典型波對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)的影響不大,仍遵循波形對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,且組合波的換熱效果介于兩種組成典型波形之間。相同工況下,努謝爾數(shù)隨著頻率的增加而變大。高度對(duì)換熱的影響存在一個(gè)臨界值,這可能是勢(shì)核流影響了射流