异五边形扰流柱冲击冷却系统的数值研究

摘要：采用数值计算方法研究异五边形扰流柱冲击冷却,获得了射流Re数在15 000-35 000范围内冲击冷却系统的换热与流动特征,分析冲击射1流与扰流柱之间的作用机理,并与圆形、菱形和正方形扰流柱冲击冷却系统进行对比分析。研究结果表明:异五边形扰流柱冲击冷却系统可以同时获得良好的换热强化系数以及流动阻力。其中,异五边形扰流柱对靶板换热提升相比于圆形扰流柱上升了约8.9%,较正方形和菱形扰流柱则分别降低了约10.7%和21.8%,流动阻力相比于圆形、正方形和菱形扰流柱冲击冷却系统分别降低了约2.2%、11.1%和17.3%。综合换热效率相比于圆形、菱形和正方形扰流柱分别上升了约11.2%、18.3%以及21.2%。因此当综合考虑换热效率与流动阻力时,异五边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 

单位：香港理工大学建筑及房地产学系; 香港999077; 沈阳航空航天大学能源与环境学院; 沈阳110136