微小孔径旋转冲击射流换热特性的数值模拟

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2009, Vol. 37 ›› Issue (3): 47-52.

微小孔径旋转冲击射流换热特性的数值模拟

王长宏¹ 朱冬生¹涂娟²汪南¹

1. 华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室, 广东广州 510640；2. 广东省电力设计研究院, 广东广州 510600

收稿日期:2008-01-16 修回日期:2008-05-19 出版日期:2009-03-25 发布日期:2009-03-25
通信作者: 朱冬生（1964-），男，教授，博士生导师，主要从事纳米能源与节能新技术的研究．E—mail：cedszhu@scut．edu．cn E-mail:wang．chh@mail．scut．edu．cn
作者简介:王长宏（1980-），男，博士生，主要从事电子封装热管理及新型制冷技术的研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（50376076）;教育部新世纪人才支持计划项目（NCE040826）

Numerical Simulation of Heat-Transfer Characteristics of Swirling Impinging Jet with Micro-Aperture

Wang Chang-hong¹ Zhu Dong-sheng¹ Tu Juan² Wang Nan¹

1.Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation of the Ministry of Education, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China; 2. Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou 510600, Guangdong, China

Received:2008-01-16 Revised:2008-05-19 Online:2009-03-25 Published:2009-03-25
Contact: 朱冬生（1964-），男，教授，博士生导师，主要从事纳米能源与节能新技术的研究．E—mail：cedszhu@scut．edu．cn E-mail:wang．chh@mail．scut．edu．cn
About author:王长宏（1980-），男，博士生，主要从事电子封装热管理及新型制冷技术的研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目（50376076）;教育部新世纪人才支持计划项目（NCE040826）

摘要/Abstract

摘要： 采用数值模拟方法模拟了旋转冲击射流的换热过程,分析了换热过程中喷射孔径、喷射间距、旋转角速度以及流场分布特性对冲击射流换热的表面传热系数与平均换热效果的影响.结果表明：相同雷诺数下,3mm孔径射流的平均换热效果比6mm孔径的强;大孔径射流时的平均传热系数受角速度的影响要比小孔径时大;角速度的增加使换热板上的最大换热系数减小且由驻点向外偏移;旋转使板上的换热更加均匀,表现为角速度越高,平均表面传热系数曲线越平坦.

关键词: 旋转冲击射流, 数值模拟, 表面传热系数, 换热特性

Abstract:

In this paper, the heat transfer of swirling impinging jet is numerically simulated, and the effects of injection aperture, injection distance, swirling angular velocity and flow-field distribution characteristics on the surface heat-transfer coefficient and the average heat-transfer effect are analyzed. The results indicate that, with the same Reynolds number, the average heat-transfer effect of the jet from 3 mm-diameter nozzle is better than that from the 6 mm-diameter one, that the average heat-transfer coefficient of the jet form big-diameter nozzle is more greatly affected by the swirling angular velocity, that the maximum heat-transfer coefficient decreases as the swirling angu- lar velocity increases, with the peak value moving away from the stagnation point, and that the curve of average heat-transfer coefficient becomes more fiat as the swirling angular velocity increases, meaning that the swirling resuits in uniform heat transfer.

Key words: swirling impinging jet, numerical simulation, surface heat-transfer coefficient, heat-transfer characteristic

王长宏朱冬生涂娟汪南 . 微小孔径旋转冲击射流换热特性的数值模拟[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(3): 47-52.

Wang Chang-hong Zhu Dong-sheng Tu Juan Wang Nan. Numerical Simulation of Heat-Transfer Characteristics of Swirling Impinging Jet with Micro-Aperture[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2009, 37(3): 47-52.

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