Abstract
本研究以穩態與暫態液晶測溫技術分別量測兩個工程應用上的問題：陣列噴流衝擊與旋轉內冷卻流道的熱傳遞。陣列噴流衝擊已是一種發展完備的技術，應用於表面的加熱、冷卻與乾燥時的效能很高。實際應用的例子包括紡織品或紙的乾燥，玻璃與金屬的製程，電子裝備的冷卻，以及渦輪機葉片和燃燒室外壁的冷卻。本研究中探討陣列噴流的傾斜角度、衝擊表面的粗糙度以及傾斜噴流方向的變化對噴流衝擊表面熱傳的影響。實驗時的雷諾數範圍為1200 ~9200。結果發現傾斜噴流會降低噴流衝擊的效果降低整體的熱傳，且在最大橫流的狀況下造成封閉端的低熱傳區，增加熱傳分布的不均勻性。被衝擊表面粗糙度增加對下游的熱傳分佈會有正面的影響，且其熱傳增益效果是隨弦向向下游遞增。結合視流法與熱傳實驗的結果顯示，傾斜噴流方向明顯地影響流場結構也因此改變了被衝擊表面的熱傳分布。 對流冷卻是最簡單也最早使用的渦輪機葉片冷卻技術。為了增進渦輪機葉片的冷卻效率，在內冷卻流道表面添加渦流產生器以增進內冷卻流道的熱傳是常見的作法。本實驗探討具90度正交肋條的180度急彎二通道內冷卻流道在旋轉下熱傳分佈的變化。實驗雷諾數固定為10000，旋轉數由0變化至0.2，管道水利直徑DH為22mm。實驗結果發現轉動顯著的改變了具肋條之內冷卻流道之熱傳分布。旋轉以致的科氏力在迎風壁與背風壁的第一流道分別造成增強與減低熱傳的效果；在轉彎區前段，迎風壁與背風壁的高熱傳區位置分布也因旋轉與轉彎效應的綜合影響影響而有不同。比較平滑管道與具肋條管道的熱傳結果顯示，肋條的熱傳增益效果在第一流道與轉彎區較顯著，而肋條在迎風壁第一流道的熱傳增益效果會隨旋轉數的增加而降低。