Abstract
本文利用k -ε紊流模式來計算在具有突出物之圓管內的速度分布,壓力分布及剪力係數分布,並進而探討溫度場的分布及熱傳現象。分析過程中所作的假設為不可壓縮;穩態流動,流體特性不受溫度影響;上游入口條條件為均勻流或完全發展流;下游則為完全發展流。統御方程式則包含連續、動量、能量、紊流動能及紊流能量消散率等五個方程式;使用之數值方法乃改良自Patankar和Spalding所推導出來的有限差分法。為驗證本文理論模式的正確性首先以無突出物之平直圓管在紊流熱發展區的Nu數分布之解析解來做比較,其結果極為吻合。接著再探討突出物寬度,高度及雷諾數對Nu數分布的影響。本文所取的突出物高度變化範圍(h╱R ) 為 ? ;突出物寬度的變化變化範圍(W╱R )則為1?10;雷諾數(Re= )變化範圍為10954?100000;所採用之工作介質為空氣,其Pramdtl 數為0.7。因無實驗數據可比較,若從定性方面探討,可發現所得的計算結果趨勢十分正確。最後利用本本文分析對於在各種不同熱邊界條件下之理論結果,而推導出平均Nusselt 數與雷諾數,無因次突出物高高度及寬度的關係式。