矩形管湍流冲击射流流动与传热的数值研究

摘要

采用SIMPLE算法和RNGk-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程,对雷诺数为10 000和冲击高度为4倍喷管水力直径的矩形管湍流冲击射流进行了数值模拟。结果发现在冲击面附近的射流横截面上,伴随着两个反向旋转涡对的出现,形成了主流速度的两个偏心峰值。分析认为双偏心速度峰值的形成是由冲击面产生的涡量向上游截面扩散而引起的。温度场和冲击面局部Nu数分布的研究结果表明:射流的传热特性受流动结构的控制,采用矩形管湍流射流可以获得较大的冲击区和较均匀的冷却效果。