Abstract
本文以雷射測速儀對具側向噴流矩形管道捲入流場的基本量作定量的量測，研究側向進氣角度和側向噴流流量對矩形管道流場分佈的影響以及管道總通風流量的關係。實驗變化之參數分別為側向噴流流量與側傾斜角度，側向噴流流量變化的範圍為 1000/min 5000/min(雷諾數為7.14×10 至3.57×10) 而實驗之傾斜角度為 θ=30°、45°、60°，雷諾數係以測試管道高度H(40mm) 為特征長度和以側向進氣之截面平均流速為參考速度Uref。實驗結果以側向進氣角度影響通風管道內流場的分佈最大，為管道中迴旋區產生的主要因素。改變側向噴流流量對流場影響甚小，平均速度場只是照比例放大或縮小，對回流區大小的影響很小。θ＝60°和45°時在側向入口立即下游近上壁處有二次迴旋區產生，θ＝30°時因側向傾斜角度過小並無二次迴旋區產生阻礙通風，因此總通風量為三種角度中最大者。側向噴流之穿透深度隨θ之增加而加深，下游流體回複正常管流流動所需之距離，隨θ之增加而減小，矩形管道內流場之分佈，可大致分為：均勻流場區、側向入品區、二次迴旋區、似噴嘴區、發展區，及最後之全展流區。雷諾剪應力和紊流動能的高值分佈在迴旋區和似噴嘴區前端的剪力層上，流場之等向性和均勻性並不理想。在噴嘴下游適當距離後，於噴流軸向不同的截面上平均速度分佈具有相似性，噴流軸向速度在一定的範圍內符合線性的衰減定律。本文歸納之結果與關係式可提供設計機械通風之參考，實驗定量之數據可供理論計算者選用紊流模式的參考和理論計算結果之驗證。