Abstract
本文以全像干涉探討背向階梯式熱流場之特性，以往關於此類熱流場溫度的量測，多採用傳統熱偶計逐點量測的方法，但因為其干擾流場且可能破壞了流場的結構，故無法得到較佳的結果。近年來由於光學量測技術發展迅速，又因其具有非接觸性量測之優點，乃漸漸地被應用於熱流場中溫度分佈的分析。本文將全像干涉術所得之干涉條紋，利用影像處理使條紋細線化，並以色彩的灰度值換算溫度場，以求得整場溫度之分佈。其結果以彩度表示之；彩度值較高者表示其溫度較高，反之，彩度值較低者其溫度較低。實驗分析採用之測試區尺寸為21cm×2.1cm ，階梯度0.7cm ，空氣入口溫度的範圍從75℃至 210℃，流量的範圍從 0.2scfm至 1.2scfm，在此條件下流場在階梯入口處屬層流狀態。實驗結果得到以下幾項重要的結論：1.因為本流場並未有化學反應發生，而只是單純之熱流場，故熱空氣在迴流區內溫度較低，且溫度分佈較均勻。2.受到迴流區內流場封閉的影響，在階梯附近處下壁的溫度較上壁為小，直到下游一段距離後，上下兩壁之溫度才漸接近。3.在固定入口溫度下，熱傳系數將往下游漸增且隨流量（流速）之增加而增加，此與一般等溫平板之結果相反。4.熱邊界層複接觸長度隨流量及入口溫度之增加而增加，實驗得到之複接觸長度大約為5 至7 倍階梯高度。