Abstract
本文以實驗方法探討在含有壁面噴流之背向階梯流場中，迴流冷卻、蒸散冷卻、薄膜冷卻模態轉換之間，暫態流場溫度的變遷及壁面降溫冷卻效果，進而深入分析壁面熱傳效應。改變不同實驗參數對於三種冷卻模態的特性進行探討，藉此瞭解冷卻模態轉換間，流場降溫冷卻能力的演變與差異，可提供概念於冷卻系統設計的考量。在各冷卻模態之溫度場的探討上，以溫度等級 LT（流場與進口的溫差除以進口與噴流的溫差）來表示流場降溫的效果，較具全面性的意義，更能明顯區分迴流冷卻模態、蒸散冷卻模態與薄膜冷卻模態三者間的差異，清楚地把降溫冷卻的區域表達出來。三種冷卻模態的降溫冷卻發展，隨著壁面低溫層的建立，冷卻區域從3倍階梯高度距離內擴展到整個近壁面區域，且降溫程度也隨著低溫噴流的效應增強而增大，但整個流場中降溫冷卻速率最大的區域從3-4 H的距離內到7 H距離的位置以後。壁面史丹頓數最大值出現在再接觸點附近，而冷卻模態轉換間，壁面史丹頓數會逐漸降低，因壁面低溫低紊流層的建立與再接觸點的消失，降低壁面與流場間的熱對流能力。加入噴流初期近階梯區域會出現峰值，為一暫態現象，之後極大值只出現在再接觸點附近，且越快到達薄膜冷卻模態，史丹頓數隨時間遞減之斜率越大。