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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:廖光河
研究生(外文):Liao,Kuang Ho
論文名稱:含環型集流作用之圓狀噴流衝擊熱流之特性研究
論文名稱(外文):Heat Transfer Characteristics of a Circular Jet Impingement with Annular Collection of the Spent Fluid
指導教授:洪英輝
指導教授(外文):Hung,Ying Huei
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
中文關鍵詞:噴流衝擊環型集流
外文關鍵詞:Jet ImpingementAnnular Collection
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本文乃針對圓狀噴流衝擊加熱面後具向下環型集流導管作用之問題,進行
一系列相關參數的探討。在流力特性探討上,包括噴管內流場發展狀態、
噴管出口速度分佈、沿著噴管中心線徑向速度梯度變化、衝擊發熱面上摩
擦因子分佈、以及整個流場流線分佈;而在熱傳特性探討上,則包括了停
滯點紐塞數、局部紐塞數、以及平均紐塞數。在本研究中,所探討可能影
響熱流特性的參數與條件有噴流雷諾數(Re)、出口速度分佈、噴管長度(
Li)、噴管管壁厚度 (t)、噴管出口與衝擊加熱面的距離(S)、外環導管管
徑大小 (Dc)、外圍環型導管之突張狀況、及普蘭特數(Pr)等。在流力特
性方面,發現將噴管的長度增加或降低雷諾數,有助於流場在噴管出口更
趨近於完全發展流。另外,當噴管出口與衝擊加熱面的距離與管徑的比值
小於 1時,噴管之出口速度則明顯地受到此比值的影響。噴管中心線的徑
向速度梯度分佈,並不受外圍環型導管突張狀況影響。在研究中,也合理
地定義了停滯點邊界層厚度,並提出新的經驗公式;同時,並探討了摩擦
因子的分佈,而針對完全發展流與均勻流的最大摩擦因子,提出了新的經
驗公式。在熱傳特性方面,不論加熱方式是等溫加熱或是等熱通量加熱,
停滯點的紐塞數不受加熱方式的影響。對停滯點的紐塞數在完全發展流與
均勻流的條件下,本研究提出了新的經驗公式。當噴管長度、噴流雷諾數
、或普蘭特數增加,將會使停滯點的紐塞數也隨之增加。不同的噴管長度
,只對加熱面 0≦R≦0.5區域內的局部紐塞數有影響。當噴流雷諾數或普
蘭特數增加時,將會使局部的紐塞數也隨之增加。在低噴流雷諾數時,噴
管出口與衝擊加熱面之距離在加熱面 0≦R≦0.5區域內,對局部紐塞數有
顯著的影響。平均的紐塞數會隨著噴流雷諾數增加或加熱面與直徑外環導
管直徑比值 (Dh/Dc)減少而增加;而噴管長度與突張限制管高度(Se)對平
均的紐塞數則無明顯的影響。另外,在低噴流雷諾數時,普蘭特數對於平
均的紐塞數與普蘭特數 0.4次方的比值亦無明顯的影響。最後,經由本研
究的結果發現:在與現有文獻中有關圓狀噴流衝擊加熱面後經{EMBED
Equation |}轉折導流的設計結果比較,在噴流雷諾數 100及1960時,本
研究之平均紐塞數分別增加了 50.1%和26.5%。此熱傳增益之結果亦顯示
了本研究所探討之噴流衝擊導流方式具有相當的優越性。

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