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旋轉狀況下具渦流產生器之矩形管道熱傳與壓損實驗分析
Thesis

旋轉狀況下具渦流產生器之矩形管道熱傳與壓損實驗分析

蔡孟勳
Masters, National Tsing Hua University
2000

Abstract

渦流產生器壓力係數紐賽數比
有鑑於先前文獻在旋轉冷卻通道中之熱傳量測多採用熱電耦量測,以提供區域性平均值,而無法提供局部熱傳分佈資料,以及鮮有文獻報導旋轉管道中之局部壓力分佈數據,本研究乃分別以暫態液晶熱傳量測技術與壁面壓力量測法,對渦輪機葉片內冷卻流道進行局部熱傳與壓降分佈量測與分析。實驗的管道為一具有180度急彎的矩形管道,管道之水力直徑為22mm,且具有正45度攻角肋條與尖角朝上游45度V形肋條兩種型式之肋條,本文結果並與文獻中常用之90度攻角肋條比較。實驗的雷諾數固定在104,旋轉參數變化範圍於0與0.2之間,空氣為工作介質。 熱傳量測結果發現就管道之整體熱傳增益而言,旋轉參數Ro存在一臨界值Rocr:在此一臨界值時,所比較之三型肋條管道之整體熱傳增益值皆最低;當Ro<Rocr時,三型肋條管道整體熱傳值隨Ro增加而降低;而當Ro>Rocr時,三型肋條管道整體熱傳值隨Ro增加而增加。在接近渦輪機操作狀況之Ro值時(即Ro=0.20),管道之整體熱傳增益排序依次為(90度攻角肋條管道)>(尖角朝上游的45度V型肋條管道)>(正45度攻角肋條管道)。然而就管道局部熱傳分佈之均勻性而言,其排序恰與上面之整體熱傳增益排序相反。 管道壁面壓力量測結果顯示,旋轉對所檢視的三型肋條管道之整體壓損影響很大。亦即管道壓損隨Ro增加分別呈現漸增或漸減或鋸齒狀;其壓損排序由大至小依次為(具尖角朝上游之45度V形肋條管道)>(具正45度攻角肋條管道)>(具90度攻角肋條管道)。文中亦討論離心力對加裝所檢視之三型肋條在第一流道的壓降影響。

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