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矩形管道內突出物對紊流流場與熱傳影響之實驗與理論分析
Thesis

矩形管道內突出物對紊流流場與熱傳影響之實驗與理論分析

高啟芳
Masters, National Tsing Hua University
1986

Abstract

矩形管道突出物紊流場熱傳壓力損失 RECTANGULAR-PIPE-LINEHEAT-CONDUCTIONLOSS-OF-PRESSURE
本文以實驗與理論方式探討矩形管道內具有突出物之紊流場特性,實驗上所使用之量測技術為雷射測速儀(LDV);理論分析則以k-ε雙方程式來模擬。實驗量測雷諾數(RED) 範圍介於2•0×10^3到7•6×10^4,突出物高度對渠道高之比(H/2B)範圍介於0•13到0•33,突出物寬度對突出物高度之比範圍則介於1到10。量測結果不但定出不同分離區之特徵尺度,同時顯現出突出物上游,突出物頂面、狹縫之間,及下游流場之特性。文中定出與流場發生不對稱性相關之臨界寬度與臨界雷諾數以及突出物寬度與邊界層度對於突出物頂面上之小泡狀迴流區形狀及重新附著長度的影響。本文亦討論紊流強度在迴流區內,尤其在重新附著點附近,呈現加強現象以及管道因裝突出物所造成之壓力損失。至於理論分析,以實驗量測所獲得的值作為入口速度,入口溫度保持為定值,蒲朗特數(Pr)為0•7,熱邊界條件有定壁溫及定熱通量兩種情況。在流場方面,理論計算所獲得的軸血速度及壓力分佈與實驗值相吻合;至於溫度場面則探討突出物高度,不同熱邊界條件對Nu數之影響。

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