| 【中文题名】 | 带出流及横流通道内斜冲击换热特性研究 |
| 【英文题名】 | Investigation of Heat Transfer Characteristics for Inclined Jets Impingement in Channel with Transverse\effluent Flows |
| 【学科专业】 | 热能工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-5-23 |
| 【中关键词】 | 换热系数,冲击冷却,漩流,横流,抽吸,数值模拟 |
| 【英关键词】 | heat transfer coefficients,impingement cooling,swirl flow,transverse flow,pump,numerical computation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>热力工程理论>传热学> |
| 【论文摘要】 | 射流冲击表面具有很强的对流换热效果，因而被广泛应用于高性能航空发动机高温部件的内部冷却设计，特别是涡轮叶片的前缘和中弦区。而在涡轮叶片中弦区由于结构的限制，往往采用斜冲击内冷通道表面进行强化换热，这样不仅利用了冲击强化换热的特点，同时由于斜冲击在通道内部又形成了漩流流动，有利于提高通道内其他表面的换热效果，基于这个背景，本文设计了梯形带横流、抽吸及斜冲击的内冷通道模型，本文采用实验研究和数值模拟相结合的方法重点研究了斜冲击靶面及抽吸孔板面的换热特性，有关其他内表面在漩流效应影响下的强化换热的特性，将陆续进行研究。
在对冲击横向出流比、侧壁抽吸比、射流雷诺数及射流入射角度对冲击靶面及抽吸孔板面的换热特性的影响进行系统的实验和数值计算研究后，主要有以下结论：
首先，对射流冲击靶面，射流使得靶面的不同区域换热性能有很大差异，横流对靶面，特别是靶面下游区的换热性能有重要影响。横流使得靶面换热效果降低，但降低的幅度随横向出流比增加而减小；在同一雷诺数下，横向出流比对靶面沿射流方向平均换热系数影响的规律一致；射流角度的增加使得横流的强对流换热作用加强。
其次，对侧壁抽吸孔板面，侧... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-7 |
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主要符号说明 |
7-8 |
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目录 |
8-11 |
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第一章 绪论 |
11-20 |
|
1.1 引言 |
11-12 |
|
1.2 本文研究的背景和意义 |
12 |
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1.3 射流冲击概述 |
12-13 |
|
1.3.1 单个冲击射流的特点 |
12-13 |
|
1.3.2 横向流影响下冲击射流排的特点 |
13 |
|
1.4 冲击冷却技术的研究现状 |
13-17 |
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1.4.1 国内外冲击射流实验研究方法和现状 |
14-16 |
|
1.4.2 国内外冲击射流数值模拟研究方法和现状 |
16-17 |
|
1.5 本文的主要工作及创新点 |
17-20 |
|
第二章 实验系统与装置 |
20-26 |
|
2.1 流动系统 |
20 |
|
2.2 实验件及其尺寸 |
20-21 |
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2.3 加热及热流测量系统 |
21-22 |
|
2.3.1 热流测量概述 |
21 |
|
2.3.2 本实验采用的方案 |
21-22 |
|
2.4 数据采集系统 |
22-26 |
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第三章 实验测量与分析方法 |
26-36 |
|
3.1 试验原理与测试技术 |
26-27 |
|
3.1.1 相似原理 |
26 |
|
3.1.2 热电偶温度测试技术 |
26-27 |
|
3.2 流动与换热参数定义 |
27-29 |
|
3.2.1 射流雷诺数 |
27-28 |
|
3.2.2 横向出流比 |
28 |
|
3.2.3 侧壁抽吸比 |
28 |
|
3.2.4 散热损失 |
28 |
|
3.2.5 局部换热系数 |
28-29 |
|
3.2.6 平均换热系数 |
29 |
|
3.3 实验工况 |
29-30 |
|
3.4 测量区域及测点分布定义 |
30 |
|
3.5 实验误差分析 |
30-36 |
|
3.5.1 测量仪器、装置误差 |
30-31 |
|
3.5.2 测量环境误差 |
31 |
|
3.5.3 人员误差 |
31 |
|
3.5.4 误差估计 |
31-36 |
|
第四章 射流冲击靶面换热特性实验与数值研究 |
36-55 |
|
4.1 靶面换热特性的实验研究 |
37-48 |
|
4.1.1 射流冲击靶面换热系数分布特点 |
37-38 |
|
4.1.2 横向出流对靶面换热特性的影响 |
38-44 |
|
4.1.3 射流雷诺数对靶面换热特性的影响 |
44-45 |
|
4.1.4 射流入射角度对靶面换热特性的影响 |
45-48 |
|
4.2 靶面换热特性的数值模拟计算 |
48-53 |
|
4.2.1 计算模型 |
49 |
|
4.2.2 靶面换热特性数值模拟结果分析 |
49-53 |
|
4.3 本章小结 |
53-55 |
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第五章 侧壁抽吸孔板面换热特性实验与数值研究 |
55-66 |
|
5.1 侧壁面换热特性的实验研究 |
56-63 |
|
5.1.1 侧壁面换热系数分布特点 |
56-57 |
|
5.1.2 侧壁抽吸比对出流侧壁面换热特性的影响 |
57-61 |
|
5.1.3 雷诺数对出流侧壁面换热特性的影响 |
61-62 |
|
5.1.4 射流入射角度对出流侧壁面换热特性的影响 |
62-63 |
|
5.2 出流侧壁面换热特性的数值模拟计算 |
63-65 |
|
5.2.1 计算模型 |
63-64 |
|
5.2.2 侧壁面换热特性数值模拟结果分析 |
64-65 |
|
5.3 本章小结 |
65-66 |
|
第六章 结论与展望 |
66-68 |
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6.1 研究结论 |
66-67 |
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6.2 进一步工作的建议 |
67-68 |
|
参考文献 |
68-72 |
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科研项目 |
72 |
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发表文章 |
72-73 |
|
致谢 |
73-74 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130662 |
