Abstract
本研究乃是從實驗上有系統地探討軸對稱圓狀空氣噴流衝擊的暫態熱傳特性；並對各個影響熱傳特性之相關參數作一系列的研究。這些參數包含噴流雷諾數(Re)、噴流出口至發熱面間距與噴嘴直徑比(H/d)、噴嘴長度與噴嘴直徑比(L/d)、噴嘴直徑(d)與導流板之裝置(Installation ofConfinement Plate)，而其中參數變化的範圍則為Re= 1000-14000，H/d=1-12，L/d=2-20，d=3.05mm-9.20mm。另外，本研究除了發展出圓狀空氣噴流衝擊的暫態實驗技術外，亦提出一有效的實驗方法來計算發熱面上之暫態對流熱通量。經過一系列嚴謹的實驗數據處理，本研究所得之暫態實驗結果與目前現有文獻上之穩態數據相比，非常的吻合。經由本研究所量得的實驗數據可以驗證於發熱面上的溫度以及熱傳係數乃是呈軸對稱分佈；此外，發熱面上之熱邊界條件是較趨近於等溫(Isothermal)而非等熱通量( Isoflux)。在探討影響此圓狀空氣噴流之暫態熱傳特性的參數時，吾人發現當噴流雷諾數愈大，發熱面上的暫態對流熱通量愈快達到穩態之狀況；而導流板對發熱面上的暫態對流熱通量趨勢之影響，只有在噴流出口至發熱面間距很小時(H/d<1)才較為顯著。至於噴流出口至發熱面間距、噴嘴長度以及噴嘴直徑這幾個參數對發熱面上的暫態對流熱通量趨勢之影響於本研究中均不顯著。除此之外，吾人可以發現最大的暫態停滯點、局部以及平均紐賽數(Nusselt Number)均發生於 H/d=3-5 的地方，此現象是因為紊流強度增加以及噴流中心點速度減緩二者彼此之間的交互作用所致；而暫態的停滯點、局部以及平均紐賽數將隨著噴流雷諾數的增加而增大，此與一般強制對流所預期的結果一致。另外，在沒有導流板及噴流出口至發熱面間距很小( H/d<1)的情況下，暫態的停滯點、局部以及平均熱傳性能要比有導流板的情況下好；然而當噴流出口至發熱面間距愈大時，導流板的效應就愈不顯著。此外，於雷諾數約等於5000之實驗中發現在於兩種噴嘴長度 L/d=2 以及 L/d= 20 的情況下之暫態熱傳特性彼此並無明顯之不同，此結果顯示在此兩種噴嘴長度之噴流出口速度均趨向於均勻分佈。最後，吾人發現暫態的停滯點、局部以及平均紐賽數隨著噴嘴直徑增大而增加，此現象是由於不同的噴嘴直徑會造成不同的噴流速度梯度及空氣流量所導致。