1、沖擊冷卻第六章6.1概述用于重點(diǎn)冷卻或加熱的場合 沖擊冷卻的結(jié)構(gòu)形式為：單圓噴口，圓噴口排， 二維縫噴口，短縫噴口排大空間沖擊冷卻和有限空間沖擊冷卻靜止下的沖擊冷卻，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的沖擊冷卻 6.2沖擊流動的特點(diǎn)沖擊射流速度分布示意圖Zb6.2沖擊流動的特點(diǎn)沖擊射流的速度場特征、：始段基區(qū)（自由射流區(qū)） 只有U，沒有V (速度分布相當(dāng)于射流)：轉(zhuǎn)折區(qū) 既有 ，又有壁面射流區(qū)：只有V，沒有U 邊界層外為射流處理，邊界層內(nèi)為粘性邊界層處理。駐點(diǎn)區(qū)的特點(diǎn)：該層的厚度：1.2D粘性作用僅限于近壁處極薄的邊界層內(nèi)。邊界層外緣的速度為：在x（r）向的為順壓的加速層流流動需注意坐標(biāo)轉(zhuǎn)換6.3沖擊冷卻的理論解（常

2、物性、不可壓、層流、穩(wěn)態(tài)） 連續(xù)方程： 動量方程： 能量方程： 換熱方程： 邊界條件： 求解方法采用Blasuis方法解設(shè)流函數(shù)，把兩個方程變成一個方程設(shè)無因次數(shù)進(jìn)行無量綱化：設(shè)無因次流函數(shù)01230.20.40.60.82.750.99三維滯止流動的數(shù)值解計算邊界層厚度：0.20.4.6.81246810.01.02.04.06.08. 1.2 在小沖擊距時，將二維縫噴口射流的流動與換熱可以簡化為二元滯止流動進(jìn)行分析求解（數(shù)值解）。駐點(diǎn)邊界層厚度：01230.20.40.60.8沖擊流動駐點(diǎn)區(qū)邊界層厚度（由實(shí)驗(yàn)修正得）：實(shí)際使用中：換熱方程求解：能量方程求解：01230.20.40.60.8

3、沖擊冷卻的換熱系數(shù)大的原因：1.邊界層薄。2.達(dá)到速度大（ua大,ua是氣流到達(dá)靶面的 速度， ua =f(zn/d)）。3.湍流度大。4.裹脅了大量的冷氣。4對于縫射流的實(shí)驗(yàn)值：對于縫射流：縫射流理論解為：當(dāng)（zn/d)4時，理論解與實(shí)驗(yàn)不符：6.5沖擊冷卻的準(zhǔn)則關(guān)系式冷氣量沖擊冷卻換熱分布的特點(diǎn)：22 x 10345011 x 1035.5 x 103Re6.6沖擊冷卻換熱分布的特點(diǎn)：決定于沖擊距和雷諾數(shù)。當(dāng)雷諾數(shù)增大時，換熱系數(shù)也增加，但局部有不同特點(diǎn)。在沖擊距較大和Re較小時，呈“鐘型”分布。在Re一定，沖擊距下降到一定程度呈“多峰”分布。Re越小，產(chǎn)生“多峰”分布的沖擊距也越小。在沖

4、擊距一定時，Re增大到一定程度后也呈現(xiàn)“多峰”。在大雷諾數(shù)和小沖擊距時易產(chǎn)生“多峰”分布。最佳沖擊距：圓孔1-3 , 二維縫：3-86.4沖擊射流的實(shí)驗(yàn)研究穩(wěn)態(tài)加熱方案換熱系數(shù)的測量非穩(wěn)態(tài)加熱方案液晶瞬態(tài)測溫方法傳熱傳質(zhì)類比實(shí)驗(yàn)沖擊層加熱層保溫層穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)沖擊層加熱層瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)初始階段正規(guī)熱狀況階段基本原理如圖所示的半無限大固體，其表面有氣流流過，并處于熱平衡狀態(tài)，突然將Tc階躍至某一常數(shù)液晶瞬態(tài)測溫方法瞬態(tài)液晶測溫實(shí)例 連續(xù)方程： 動量方程： 能量方程： 換熱方程： 邊界條件： 傳熱傳質(zhì)類比 連續(xù)方程： 動量方程： 濃度方程： 傳質(zhì)方程： 邊界條件： D為質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)傳質(zhì)法（萘什華）的優(yōu)點(diǎn)：1.不用測來流溫度，來流濃度為02.絕熱和絕質(zhì)量的區(qū)別3.測溫和測質(zhì)量的差別傳質(zhì)法