Abstract
本文乃針對圓狀噴流衝擊加熱面後具向下環型集流導管作用之問題，進行一系列相關參數的探討。在流力特性探討上，包括噴管內流場發展狀態、噴管出口速度分佈、沿著噴管中心線徑向速度梯度變化、衝擊發熱面上摩擦因子分佈、以及整個流場流線分佈；而在熱傳特性探討上，則包括了停滯點紐塞數、局部紐塞數、以及平均紐塞數。在本研究中，所探討可能影響熱流特性的參數與條件有噴流雷諾數(Re)、出口速度分佈、噴管長度(Li)、噴管管壁厚度 (t)、噴管出口與衝擊加熱面的距離(S)、外環導管管徑大小 (Dc)、外圍環型導管之突張狀況、及普蘭特數(Pr)等。在流力特性方面，發現將噴管的長度增加或降低雷諾數，有助於流場在噴管出口更趨近於完全發展流。另外，當噴管出口與衝擊加熱面的距離與管徑的比值小於 1時，噴管之出口速度則明顯地受到此比值的影響。噴管中心線的徑向速度梯度分佈，並不受外圍環型導管突張狀況影響。在研究中，也合理地定義了停滯點邊界層厚度，並提出新的經驗公式；同時，並探討了摩擦因子的分佈，而針對完全發展流與均勻流的最大摩擦因子，提出了新的經驗公式。在熱傳特性方面，不論加熱方式是等溫加熱或是等熱通量加熱，停滯點的紐塞數不受加熱方式的影響。對停滯點的紐塞數在完全發展流與均勻流的條件下，本研究提出了新的經驗公式。當噴管長度、噴流雷諾數、或普蘭特數增加，將會使停滯點的紐塞數也隨之增加。不同的噴管長度，只對加熱面 0≦R≦0.5區域內的局部紐塞數有影響。當噴流雷諾數或普蘭特數增加時，將會使局部的紐塞數也隨之增加。在低噴流雷諾數時，噴管出口與衝擊加熱面之距離在加熱面 0≦R≦0.5區域內，對局部紐塞數有顯著的影響。平均的紐塞數會隨著噴流雷諾數增加或加熱面與直徑外環導管直徑比值 (Dh/Dc)減少而增加；而噴管長度與突張限制管高度(Se)對平均的紐塞數則無明顯的影響。另外，在低噴流雷諾數時，普蘭特數對於平均的紐塞數與普蘭特數 0.4次方的比值亦無明顯的影響。最後，經由本研究的結果發現：在與現有文獻中有關圓狀噴流衝擊加熱面後經{EMBEDEquation |}轉折導流的設計結果比較，在噴流雷諾數 100及1960時，本研究之平均紐塞數分別增加了 50.1%和26.5%。此熱傳增益之結果亦顯示了本研究所探討之噴流衝擊導流方式具有相當的優越性。