斜射流对壁面传热特性影响的仿真分析

赵波，唐万松，王翼鹏，刘相宜，金汝宁

斜射流对壁面传热特性影响的仿真分析

赵波1,2，唐万松1，王翼鹏1，刘相宜1，金汝宁1

（1.四川大学 机械工程学院，四川 成都 610065；2.四川省丘区山区智能农机装备创新中心，四川 德阳 618000）

冲击射流是一种传热效率极高的方式，采用数值分析方法模拟了单束射流不同倾角条件下的冲击冷却过程，定量讨论了射流流场对壁面传热特性的影响，发现射流流速与滞止区和壁面射流区的传热性能具有强相关性。为此设计了组合式射流冲击冷却模型，仿真验证发现，在多喷嘴协同作用下，组合式射流继承了单束直射流和斜射流的优点，在保证滞止区传热效率较高的同时，有效地提高了射流下游的传热效率，并使壁温分布更加均匀。

射流；冲击冷却；斜射流；组合式射流；数值分析

随着工程技术的飞速发展，越来越多的工程领域对传热提出了更严苛的要求，比如航空航天和钢铁等领域迫切期望提高传热效率以减少能耗[1]。射流冲击冷却的局部传热效果极好，尤其在滞止区能够获得极高的传热效率，较外掠平板强迫对流的换热系数高几倍甚至一个数量级[2]。但是，受制于早期试验设备和计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）的发展，加之试验和计算手段等因素有限，射流冲击冷却技术发展相对缓慢，部分传热机理和现象至今仍未得到令人满意的解释。近年来，随着数值仿真精度的提升和应用范围的增大，深入研究射流传热特性成为可能。……