高温高速气流冲击下气流挡板的换热性能研究.pdf

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1、上海理工大学学报第37卷第1期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．37No．12015文章编号：1007—6735(2015)01—0023—07DOI：10．13255／j．cnki．jusst．2015．01．005古日古同Irm同速气流冲击下气流挡板的换热性能研究王瑾，段文珊，赵凯，赵路平(上海理工大学环境与建筑学院，上海200093)摘要：在高温高速气流喷口后方设置倾斜气流挡板，使气流沿着挡板角度射入周围环境，达到减少对周围相关人员和设备的影响．

2、同时为满足对挡板的使用要求，降低挡板表面的温度，对其换热过程进行分析，发现挡板表面空气层在换热中为主要影响因素．涂层表面粗糙度和挡板顶部边缘的锐角都会对边界层产生扰动，进而影响换热．采用FLUENT软件对挡板阻挡高温高速气流在不同工况条件下的影响因素及其耦合特性进行数值模拟仿真研究，结果显示，适当的涂层表面粗糙度，使传入挡板的热量减少3％～7％；挡板边缘倒圆角后，顶部温度下降10％．关键词：气流挡板；空气边界层；表面粗糙度；换热；数值模拟中图分类号：TK124文献标志码：AHeatTransferatHighTem

3、peratureandHighSpeedAirflowJetImpingingonBaffleWANGJin，DUANWenshan，ZHAOKai，ZHAOLuping(SchoolofEnvironmentandArchitecture，UniversityofShanghaifoScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Anobliquebafflewassetbehindthehightemperatureandhighspeedairflowno

4、zzlesinorderthattheaircanflowalongthebaffleintothesurroundingenvironmenttodecreasetheaffectionaroundrelevantpersonnelsandequipments．Forensuringtheuseofthebaffle，theheattransferwasanalyzedanditwasfoundtheairlayeronthebafflesurfaceisthedominantfactor．Andthebound

5、arylayerstabilityisaffectedbythesurfaceroughnessandthebaffletopedgeangle．TheinfluencialfactorsandtheircouplingcharacteristicsunderdifferentoperatingconditionswerestudiedbyusingthesoftwareFLUENT．Theresultsshowthatthepropercoatingsurfaceroughnesscanreducetheheat

6、fluxby3％～7％，andthetemperatureoftopsurfaceofbaffleby10％．Keywords：airflowbaffle；airtx)undarylayer；s~rfaoeroughneas；heatm；nurrerimlsimulation喷气式发动机的大尺寸喷管喷出的高温高速气高速气流沿着挡板板面某一角度方向向上进入空气流会对其周围的人员与设备造成很大影响，为改变环境中，以达到保护周围人员与设备的目的．以上状况，采用挡板阻挡，改变其气流方向，使高温目前对喷管射流冲击倾斜挡板的现

7、象进行了一收稿日期：2014—04—30基金项目：上海市教委重点学科资助项目(J505o2)第一作者：王瑾(1955一)，女，副教授．研究方向：制冷空调工程研发与节能．E-mail：wjljh2003@163．com上海理工大学学报2015年第37卷系列的研究，陶世森等[1Ⅲ对跨声速理想膨胀射流冲传递．与喷射主流流体不同，边界层内的流体温度由击的角度、射流距离与喷口直径比进行了模拟分析，于黏性底层的作用，沿壁面法线方向梯度较大，传热得到了最佳射流角度和射流距离；叶纯杰等[2]对用主要包括热传导传递的热量和热对流传递

8、的热量．于湍流射流冲击的不同数值方程的使用效果进行了空气侧热阻包括对流换热热阻和导热热阻．根据气探讨；陈庆光等l4]研究了矩形喷口冲击射流的气流流流挡板结构，其换热热阻包括空气侧热阻、涂层热动和传热特性．研究主要集中在喷管射流特性及喷管阻、面板热阻和水侧热阻．射流和气流挡板之间的关系等，而对气流挡板的热力倾斜气流挡板的总热阻为R【。【．性能的研究比较少见．为