冲击复合冷却结构的流动和换热研究

1144766066 · 发表于 2022-5-7 09:14:38

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雅宝题库解析：
本文采用数值计算的方法对冲击复合冷却结构的流动和换热进行了研究。为了准确模拟冲击冷却的流动和换热特性，首先对湍流模型和网格进行了验证，结果表明：SST湍流模型计算的结果与实验吻合最好，网格质量符合要求的情况下，靶面平均努赛尔数误差小于2.1%，峰值努赛尔数误差小于9.2%。针对冲击-肋片复合冷却结构，研究了肋高和肋间距对换热和流阻的影响。研究表明：随着肋高与冲击孔径之比H/D的增大，靶面平均努赛尔数先增大后减小，H/D=1/3时取得最佳换热效果；在本文研究范围内肋间距与肋高之比P/H=10时取得最佳换热效果；肋沿流向排布能够在提高换热效果的同时降低流阻。针对冲击-扰流柱复合冷却结构，研究了扰流柱排布和扰流柱直径对换热和流阻的影响。研究表明：在本文研究范围内，扰流柱直径DC越小，等效努赛尔数越大、等效导热系数越小；三种扰流柱排布方式中，1:2模型的等效努赛尔数最大、等效导热系数最小。针对冲击-凹坑复合冷却结构，研究了凹坑排布及凹陷深度两个因素对换热和流阻的影响。研究表明：在本文研究范围内，凹坑数量越多、凹陷深度越大靶面换热努赛尔数越高、流阻越大。针对冲击-凹坑-扰流柱复合冷却结构，首先研究了没有气膜出流情况下五种不同的凹坑-扰流柱排布模型的换热和流阻特性。研究表明，采用冲击-凹坑-扰流柱的复合冷却结构，比冲击-扰流柱结构的换热效果要好。在换热越好的区域布置凹坑，起到的强化作用越好。在此基础上，研究了带气膜出流的冲击-凹坑-扰流柱复合冷却结构的内部冷却性能，研究表明；引入气膜冷却后，结构的换热得到大幅提高。而冲击-凹坑-扰流柱-气膜出流的结构换热效果也明显好于简单的冲击-气膜冷却结构，证实了该复合结构用于带气膜出流情况时的强化换热效果。

冲击复合冷却结构的流动和换热研究

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