有初始横流的单狭缝自耦合射流冲击冷却实验.pdfVIP

中国工程热物理学会 传热传质学 第十一届学术会议 编号：053246 有初始横流的单狭缝自耦合射流 冲击冷却实验． 谭晓茗张靖周盛磊 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 BMAIk (联系电话：0252200 catam@一sina．com) 摘要：本文利用红外热像仪对有初始横流的单狱缝f：l耦合射流冲击冷却进行了一系列的实验，确定了 ：l；【=局部传热特性。由实验结果表明：冲击距离不变时，横流流量越大，冲击驻点偏移原来无横流时自 描台射流冲击的驻点距离越远：加入横流以后，自耦合射流冲击冷却壁面的换热效果显著增强，但是随 著横流流量的加大，自耦合射流垂直冲击冷却壁面的作用减小，横流横掠壁面带走热量的作用增大． …谢、卜均换热增强的幅度减小；横流流量不变时，随着冲击距离增大，壁面下游换热效果逐渐增强。 关键词：臼耦合劓流； 冲击冷却； 初始横流： 红外热像仪； 中幽分类譬： 文献标识码：A 1 前言 由丁二在射流冲击驻点区域对流换热系数比较大，散热效果较好，所以常常用冲击射 流来进行某些发热部件的冷却。常规稳态射流由于受到复杂的供给设备和体积大小的影 响导致了它在某些领域的应用局限性，比如体积较小的电子元件的散热和一些空闻较小 的紧凑型热源。这时，自耦合射流就显示出其独特的优越性。 白耦合射流是通过一个一端开口另一端利用压电材料驱动薄膜周期性振动的封例 脖体上产生的，它不需要任何流体输送设备，净质量流量为零，而且体积小，只需要电 能，易丁操作。因此，自耦合射流的应削非常广。泛，如实施主动流动控制、流动的宏观 控制和微混合等II。】，而将自耦合射流应用到冲击冷却方面的研究是撮近几年开展起来 6mm的白 的。1997年，ThompsonI～首次将自耦合射流应用到散热，发现腔体直径为1 耦合射流直接冲击冷却多片模块可以使散热比在自然对流情况卜提高了250％。Russel” 将白耦台射流和一个用常规风扇驱动的空气射流一起组合使用可以提高散热。在国内， J，将白 对丁臼耦合射流的研究还剐刚起步．主要是集中在机理研究和矢量控制方面p。6 耦台射流应_}=|j于冲击换热的研究目前还只是探索阶段。笔者在文献p1中采用数值计算的 方法对两维非稳态不可压的自耦合射流冲击冷却恒热流壁面进行了模拟，在实验方面也 做了一些初步的探索，对白耦合射流的单独应用做了实验研究”J。 冈此，本文利用红外热像仪，针对腔体商径D=30mm，高度h=Smm，狭缝喷口宽 实验， 『究了其局部换热特性，比较了有初始横流情况下壁面的换热规律。 2 实验设备和实验方法 2 1实验设备 糕个实验皱置系统示意图如剧l所示。激发器放置时喷嘴长度方向沿x方向，宽度 方向沿Y方向。白耦合射流激发器将周丽的冷流体卷吸后垂直喷射纠上面的恒热流肇面 上。红外热像仪型号为TVS一2000MKII．拍摄述度每秒3 oC。 0帧，温度分辨率为0．15 1373 实验中采删康铜膜粘贴在透明聚丙烯塑料板上制作成冲击靶板。塑料板中间开一个 70mm×50mm的窗口，以便于红外热像仪定位拍摄．取得热图像。由于康铜膜受热均匀， 厚度1F常薄，所咀红外热像仪从康铜膜背面 ，I 、，