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扰流柱形状对冲击冷却综合换热效率影响研究
引用本文:贺业光,郭曾嘉,李润东,李少白,杨天华.扰流柱形状对冲击冷却综合换热效率影响研究[J].推进技术,2019,40(3):624-634.
作者姓名:贺业光  郭曾嘉  李润东  李少白  杨天华
作者单位:沈阳航空航天大学 能源与环境学院,辽宁 沈阳 110136; 东北大学 冶金学院,辽宁 沈阳 110819,沈阳航空航天大学 能源与环境学院,辽宁 沈阳 110136,沈阳航空航天大学 能源与环境学院,辽宁 沈阳 110136,沈阳航空航天大学 能源与环境学院,辽宁 沈阳 110136,沈阳航空航天大学 能源与环境学院,辽宁 沈阳 110136
基金项目:国家“万人计划”科技创新领军人才(组厅字〔2016〕37号-286 );辽宁省攀登学者奖励计划。
摘    要:为研究不同形状的扰流柱对冲击冷却系统的影响,对具有菱形、正方形、圆形以及椭圆形扰流柱的冲击冷却进行数值模拟研究,获得了射流Re在1×10~4~3×10~4内冲击靶板的换热特性以及通道内部流场的流动特征,分析冲击射流与不同形状的扰流柱之间的作用机理,并且为了综合考虑换热效果与流动阻力,使用综合换热效率来评价扰流柱在冲击冷却中的作用。研究结果表明:在冷却空气入口条件相同的情况下,菱形扰流柱靶板具有最高的平均努塞尔数Nu以及流动阻力,相比于正方形、圆形和椭圆形扰流柱,Nu分别提高了3.8%,8.9%,10.4%,流动阻力分别提高了9.6%,17.1%,21.3%。圆形扰流柱靶板的综合换热效率相比于菱形、正方形和椭圆形扰流柱分别提高了10.8%,4.9%,1.7%。扰流柱在冲击冷却中所起不同作用的主要原因是其与冲击射流作用后产生涡流的情况及其阻挡横流的能力。当综合考虑换热效果与流动阻力时,在所研究的4种扰流柱形状中,圆形扰流柱是最佳的选择。

关 键 词:冲击冷却  扰流柱  数值模拟  换热特性  流动特性  综合换热效率
收稿时间:2018/3/31 0:00:00
修稿时间:2018/5/22 0:00:00

Numerical Simulation of Efficiency Index of Impingement Cooling System with Different Pin Fins Shapes
HE Ye-guang,GUO Zeng-ji,LI Run-dong,LI Shao-bai and YANG Tian-hua.Numerical Simulation of Efficiency Index of Impingement Cooling System with Different Pin Fins Shapes[J].Journal of Propulsion Technology,2019,40(3):624-634.
Authors:HE Ye-guang  GUO Zeng-ji  LI Run-dong  LI Shao-bai and YANG Tian-hua
Abstract:
Keywords:
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