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层板冷却结构内部流阻与换热特性研究

孙昌林  
【摘要】: 本文主要通过实验的方法对层板冷却结构的流阻与换热特性进行了较为详 尽的研究。 在流阻部分,针对不同的绕流方式、基柱高度、基柱形状、基柱间距、孔 板的孔径、孔板厚度、孔板的层数以及孔的倾斜等影响展板流阻特性的要素进 行了大量的流阻实验并取得了两种实用的层板流阻特性经验关系式。实验结果 表明:方形基柱层板的流阻最小,其次是圆形和菱形;层板的整体流阻特性主 要受开孔率的控制,开孔率越大层板的流阻越小;基柱高度对层板流阻特性的 影响是非单调的,存在使得最小流阻的基柱高度;单、双层层板的单位厚度流 阻差别很小。 在传热部分,对两种典型的绕流方式、两种高度、三种基柱形状的层板结 构进行了内端面的换热系数分布的研究,并将层板的换热特性整理成努谢尔特 数与雷诺数的指数关系。实验结果表明:圆形基柱层板具有最好的换热能力; 扰一排基柱的层板内端面换热系数明显高于扰两排基柱的层板,而对于扰两排 基柱的层板,几何参数的变化对其换热特性的影响已不明显;另外,从换热系 数的分布云图来看,气流的冲击和反冲以及基柱的扰动是造成层板冷却结构高 效换热的主要原因。


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