非稳态冲击射流强化传热试验研究

摘要

利用一个特殊的质量流量控制装置产生波形和频率可调的周期性变化非稳态射流,进行非稳态射流冲击换热性能的试验研究。研究采用正弦、三角形和矩形三种典型的周期性波形,频率变化范围为1.25～40Hz,其传热性能用传热强化系数(定义为相同流量下非稳态和稳态射流冲击时的努塞尔数之比)来描述。研究表明,在频率较低时非稳态的射流冲击换热效果反而没有稳定射流冲击时好,但当频率超过一阈值时,其强化传热的优势逐渐明显。传热强化的效果还与射流信号的变化规律有关,有阶跃变化的矩形射流强化传热最为有效,在频率为40Hz时传热强化效果可达30%以上,但对于信号变化缓和的正弦波和三角形波而言,即使在较高的频率下,它们对传热的强化作用也是非常有限的。