Abstract
本文針對矩形管內之混合熱對流進行理論和實驗研究。理論部份首先研究高ReRa時，全展區的流場和熱傳特性。接著研究全展區內管壁上周向熱傳導對管內混合熱對流的影響。在解統御方程式的過程中將冪次律數值方法應用在渦度傳送方程式中，使得本文所涵蓋的ReRa值約比以往文獻延伸了兩個量階，並且有第二對相對旋轉渦於高ReRa時出現在管中央下方處。另外，也由數值結果發現管壁熱傳導率對摩擦係數和納色數皆有顯著的影響，而熱傳導率參數小於１０和大於１０時，其邊界條件則分別相當於均勻熱通量和均勻壁溫。理論部份也採用渦度－速度方程式和本文所發展之解法來探討熱進口區內的混合對流。研究時不再需要以往所常用的大蒲朗特數和小格雷雪夫數的假設。文中顯示了局部摩擦係數和納色數的曲線並發現在雷利夫數小於１０時，大蒲朗特數假設的成立範圍是從１０至無限大。實驗部份以水和甘油在壓克力正方管中加熱，一方面拍攝有Ra＝１．７?３．８＊１０，Pr＝５．６?５．７於不同無因次軸向距離上的流場照片，管中有二對甚至三對的相對旋轉渦流。另一方面量測部納色數和無因次軸向距離的關係，實驗結果和理論計算結果當接近。