波瓣喷嘴射流冲击平面靶板对流换热数值研究

运用Realizable k-ε湍流模型数值研究了射流雷诺数(Re)为10 000~20 000、冲击间距比(H/d)为2~8的射流冲击平面靶板对流换热,揭示了不同冲击间距下波瓣射流和圆形射流的流动和换热特征差异。研究结果表明:波瓣喷嘴在射流出口下游诱导出阵列的流向涡,强化了射流对周围流体的卷吸,导致波瓣射流的发展和冲击对流换热与常规圆形射流具有较大的差异,喷嘴形状的影响与射流冲击间距密切相关。在小冲击间距比下(H/d=2和4),波瓣射流趋向冲击靶面的核心区速度高于圆形射流,相对于圆形射流具有更高的驻点对流换热能力,且中心区外缘的对流换热系数呈现波瓣状分布;而在大冲击间距比下(H/d=6和8),波瓣射流趋向冲击靶板附近的速度分布更为平缓且中心速度低于圆形射流,波瓣射流在驻点区的冲击对流换热弱于圆形射流冲击。